C++ new operator、operator new 和 placement new

1. new operator

概念：new是C++中动态内存分配的运算符，同时也是一个关键字，在C语言中分配内存一般使用malloc函数。

规则：

不可以被重载；
当new分配内存失败，会调用分配内存失败处理程序new_handler；

执行过程：

调用operator new 分配内存；
调用构造函数生成类对象；
返回相应指针；

使用举例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Node{
    public:
        Node(int _x):x(_x){}
    private:
        int x;
};
int main(){
    //申请
    int *p = new int;               //普通分配
    int *p1 = new int[2]{0,1};      //分配数组
    Node *p2 = new Node(10);        //分配对象
    //释放
    delete p;
    delete [] p1;
    delete p2;
}

2. operator new

规则：

可以被重载，有重载则优先调用重载，无则调用全局的；
重载时，第一个参数类型必须为要求分配空间的大小，类型为size_t；
重载时，返回类型必须声明为void*，可以带其它参数；
只分配所要求的空间，不调用相关对象的构造函数；

使用举例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Node{
    public:
        Node(int _x):x(_x){
            cout<<"construct"<<endl;
        }
        void *operator new(size_t size){
            cout<<"this is Node's operator new"<<endl;
            return ::operator new(size);//如果不调用全局的，可以改为malloc(size)
        }
    private:
        int x;
};
int main(){
    Node *p = new Node(10);
    delete p;
}

输出：

3. placement new

placement new 是重载operator new 的一个标准、全局的版本，它不能被自定义的版本代替。placement new 在已经取得的内存空间上进行对象的构造。placement new 构造的对象，需要显示调用他们的析构函数来销毁。

使用步骤：

有预先分配的内存（即可以是栈也可以是堆）；
在其上构造对象；
对对象进行操作；
对象析构；
内存释放；

优点：

可以在已经取得内存上构造对象；
使用new操作符分配内存需要在堆中查找足够大的剩余空间，操作可能很慢，空间不足可能会抛出异常。placement new 可以在已经取得内存上构造对象，不需要查找内存，分配时间快，不会抛出异常；

使用举例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Node{
    public:
        Node(int _x):x(_x){
            cout<<"construct"<<endl;
        }
        void display(){
            cout<<"x = "<<x<<endl;
        }
        ~Node(){
            cout<<"~Node()"<<endl;
        }
    private:
        int x;
};
int main(){
    char *buff = new char[sizeof(Node)];   //有预先分配的内存
    Node *p = new(buff) Node(10);          //在其上构造对象，会调用placement new
    p->display();                          //对对象进行操作
    p->~Node();                            //对象析构
    delete []buff;                         //内存释放
}

Reference :

C++ new operator、operator new 和 placement new

猜你喜欢