C++中的operator new與new operator,看上去挺像的兩姐妹,卻有天壤之別。
operator new
(1) 只分配所要求的空間,不調用相關對象的構造函數。當無法滿足所要求分配的空間時,則
->如果有new_handler,則調用new_handler,否則
->如果沒要求不拋出異常(以nothrow參數表達),則執行bad_alloc異常,否則
->返回0
(2) 可以被重載
(3) 重載時,返回類型必須聲明為void*
(4) 重載時,第一個參數類型必須為表達要求分配空間的大小(字節),類型為size_t
(5) 重載時,可以帶其它參數
new operator
(1) 調用operator new分配足夠的空間,并調用相關對象的構造函數
(2) 不可以被重載
相應地,operator delete與delete operator有相似的特性。
舉個例子
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();
該行代碼中的new為new operator,它將調用類X中的operator new,為該類的對象分配空間,然后調用當前實例的構造函數。
delete px;
該行代碼中的delete為delete operator,它將調用該實例的析構函數,然后調用類X中的operator delete,以釋放該實例占用的空間。
new operator與delete operator的行為是不能夠也不應該被改變,這是C++標準作出的承諾。而operator new與operator delete和C語言中的malloc與free對應,只負責分配及釋放空間。但使用operator new分配的空間必須使用operator delete來釋放,而不能使用free,因為它們對內存使用的登記方式不同。反過來亦是一樣。
你可以重載operator new和operator delete以實現對內存管理的不同要求,但你不能重載new operator或delete operator以改變它們的行為。
當重載operator new時,可以提供更多的參數,在new一個對象時,通過在關鍵字new后的括號傳遞額外的參數。比如以下的類
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();
新標準的C++允許以這樣的方式傳遞一個名為nothrow的參數,以表明當為該對象分配空間失敗時,不拋出異常,而是返回0,以兼容舊標準new的行為。比如
class B {};
B* pb = new (nothrow) B();
當然這只能對那些使用默認operator new操作符的類。對已經重載了operator new的類(比如上面的X和A),如果不聲明能接受nothrow參數,自然無法享受C++標準帶來的禮物。
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我們經常看到這么一句話: operator new 可以重載, placement new 不可重載。其實此處所說的不可重載應該是指全局的 placement new 不可重載,對于類域中的 placement new 是可以重載的,而且只要重載了任何一種形式的 operator new 都應該順便重載 placement new , 即 void * operator new(std::size_t count, void *ptr) 。
操作符重載一般用于特定類型,名字解析過程同一般的函數重載。 Operator new 由于其特殊性,編譯器提供了默認提供 6 種全局重載形式,同時還允許用戶提供自定義的全局 operator new ,其參數甚至可以和全局版本一樣,除全局 placement new 外。對于類域,任何形式的 new 都是可以重載的,包括 placement new 形式。
全局的 operator new( 函數 ) 有六種重載形式
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(); // 內存分配失敗不會拋出異常
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();
重載 operator new 規則
重載 operator new 的參數個數是可以任意的 , 只需要保證第一個參數為 size_t, 返回類型為 void * 即可 , 而且其重載的參數類型也不必包含自定義類型 . 更一般的說 , operator new 的重載更像是一個函數的重載 , 而不是一個操作符的重載 . 如:
全局重載示例:
void* operator new(size_t size) // 重載成功
{
printf("global new\n");
return malloc(size);
//return ::operator new(size); // 遞歸調用提示 (warning)
}
//void *operator new(std::size_t size, void *ptr) // 無法重載
//{
// printf("global new\n");
// return ::operator new(size,ptr);
//}
void * operator new(size_t size, const std::nothrow_t& e) // 重載成功 , 遞歸調用提示 (warning)
{
printf("global new\n");
return ::operator new(size, e);
}
一般形式的 operator new 重載示例:
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];
}
就可以使用這樣有趣的語法來創建對象 :
foo *p=new(6) foo(); // 把對象創建在 data 的第六個單元上