C++中的operator new与new operator,看上去挺像的两姐妹,却有天壤之别。
operator new
(1) 只分配所要求的空间,不调用相关对象的构造函数。当无法满足所要求分配的空间时,则
->如果有new_handler,则调用new_handler,否则
->如果没要求不抛出异常(以nothrow参数表达),则执行bad_alloc异常,否则
->返回0
(2) 可以被重载
(3) 重载时,返回类型必须声明为void*
(4) 重载时,第一个参数类型必须为表达要求分配空间的大小(字节),类型为size_t
(5) 重载时,可以带其它参数
new operator
(1) 调用operator new分配足够的空间,并调用相关对象的构造函数
(2) 不可以被重载
相应地,operator delete与delete operator有相似的特性。
举个例子
class X
{
public:
…………
static void* operator new(size_t size)
{
return ::operator new(size);
}
static void operator delete(void* pointee)
{
::operator delete(pointee);
}
…………
};
X* px = new X();
该行代码中的new为new operator,它将调用类X中的operator new,为该类的对象分配空间,然后调用当前实例的构造函数。
delete px;
该行代码中的delete为delete operator,它将调用该实例的析构函数,然后调用类X中的operator delete,以释放该实例占用的空间。
new operator与delete operator的行为是不能够也不应该被改变,这是C++标准作出的承诺。而operator new与operator delete和C语言中的malloc与free对应,只负责分配及释放空间。但使用operator new分配的空间必须使用operator delete来释放,而不能使用free,因为它们对内存使用的登记方式不同。反过来亦是一样。
你可以重载operator new和operator delete以实现对内存管理的不同要求,但你不能重载new operator或delete operator以改变它们的行为。
当重载operator new时,可以提供更多的参数,在new一个对象时,通过在关键字new后的括号传递额外的参数。比如以下的类
class A
{
public:
…………
static void* operator new(size_t size, const string& example)
{
cout << example << endl;
return ::operator new(size);
}
…………
};
A* pa = new (“This will be printed out in operator new”) A();
新标准的C++允许以这样的方式传递一个名为nothrow的参数,以表明当为该对象分配空间失败时,不抛出异常,而是返回0,以兼容旧标准new的行为。比如
class B {};
B* pb = new (nothrow) B();
当然这只能对那些使用默认operator new操作符的类。对已经重载了operator new的类(比如上面的X和A),如果不声明能接受nothrow参数,自然无法享受C++标准带来的礼物。
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我们经常看到这么一句话: operator new 可以重载, placement new 不可重载。其实此处所说的不可重载应该是指全局的 placement new 不可重载,对于类域中的 placement new 是可以重载的,而且只要重载了任何一种形式的 operator new 都应该顺便重载 placement new , 即 void * operator new(std::size_t count, void *ptr) 。
操作符重载一般用于特定类型,名字解析过程同一般的函数重载。 Operator new 由于其特殊性,编译器提供了默认提供 6 种全局重载形式,同时还允许用户提供自定义的全局 operator new ,其参数甚至可以和全局版本一样,除全局 placement new 外。对于类域,任何形式的 new 都是可以重载的,包括 placement new 形式。
全局的 operator new( 函数 ) 有六种重载形式
void *operator new(std::size_t count)
throw(std::bad_alloc); // 一般的版本
void *operator new(std::size_t count, // 兼容早版本的 new
const std::nothrow_t&) throw(); // 内存分配失败不会抛出异常
void *operator new(std::size_t count, void *ptr) throw(); //placement 版本
void *operator new[](std::size_t count) //
throw(std::bad_alloc);
void *operator new[](std::size_t count, //
const std::nothrow_t&) throw();
void *operator new[](std::size_t count, void *ptr) throw();
重载 operator new 规则
重载 operator new 的参数个数是可以任意的 , 只需要保证第一个参数为 size_t, 返回类型为 void * 即可 , 而且其重载的参数类型也不必包含自定义类型 . 更一般的说 , operator new 的重载更像是一个函数的重载 , 而不是一个操作符的重载 . 如:
全局重载示例:
void* operator new(size_t size) // 重载成功
{
printf("global new\n");
return malloc(size);
//return ::operator new(size); // 递归调用提示 (warning)
}
//void *operator new(std::size_t size, void *ptr) // 无法重载
//{
// printf("global new\n");
// return ::operator new(size,ptr);
//}
void * operator new(size_t size, const std::nothrow_t& e) // 重载成功 , 递归调用提示 (warning)
{
printf("global new\n");
return ::operator new(size, e);
}
一般形式的 operator new 重载示例:
void * operator new(size_t size, int x, int y, int z)
{
...
}
X * pX = new (1, 2, 3) X;
char data[1000][sizeof(foo)];
inline void* operator new(size_t size, int n)
{
return data[n];
}
就可以使用这样有趣的语法来创建对象 :
foo *p=new(6) foo(); // 把对象创建在 data 的第六个单元上