C++笔记5--(Boolan)

new和delete的工作原理

new和delete是C++新引入的单目运算符,它们可以从堆上分配和删除存储块(堆在C++中也叫自由存储).用new运算符（不是函数）时要指明数据类型,以后new就分配一个足以放下指明类型对象的存储,并返回该存储块的首地址作为指向指定类型的指针.

1. new/new[]：完成两件事，先底层调用malloc分了配内存，然后创建一个对象（调用构造函数）。

2. delete/delete[]:也完成两件事，先调用析构函数（清理资源），然后底层调用free释放空间。

3. new在申请内存时会自动计算所需字节数，而malloc则需我们自己输入申请内存空间的字节数。

new/delete，new[]/delete[],malloc/free必须配对使用。

重载new和delete

使用了new和delete的内存分配系统是为通用目的而设计的。但在特殊情况下，它不能满足需要（比如假设默认的分配策略适合分配小的内存块，而我们经常需要分配大块内存）。C/C++允许重载new和delete来实现我们自己的内存分配策略。

当重载new和delete时，我们只是改变了原有的内存分配策略，记住这点很关键。编译器将用重载后的new代替默认版本取分配内存，然后为那个内存块调用构造函数。所以，当编译器看到new时，编译器分配内存并调用构造函数，但是当重载new时，可以改变的只是内存分配部分（delete也一样）。

重载new和delete与重载其他运算符一样。但可以选择重载全局内存分配函数或者是特定类的内存分配函数。

重载全局的new和delete

当全局版本的new和delete不能满足需要时，对其重载是很极端的方法。如果重载了全局版本，那么默认版本将完全无法访问（在这个重新定义里也不能调用它们）。

重载的new必须有一个size_t类型的参数，这个参数由编译器产生并传递给我们，它是要分配内存的对象的长度（使用new时，后面接一个对象，编译器会知道这个对象的大小）。必须返回一个指向等于（或者大于）这个长度的对象的指针，如果没有找到可用内存，则返回0。然而如果找不到可用内存，不能仅仅返回0，也许还应该做一些诸如调用new-handler或者产生一个异常信息之类的事。

operator new()返回值是一个void*，而不是指向某个具体类型的指针。所做的事情只是分配内存，而不是完成一个对象的建立——直到调用了构造函数才算完成了对象的构建，它是编译器确保的动作，不在我们可控范围内。

oeprator delete()的参数是一个指向由operator new()分配的内存的void*。参数是一个void*是因为它是调用析构函数之后得到的指针。析构函数从存储单元中移除对象。operator delete()返回值是void。

对于一个类重载new和delete

为一个类重载new和delete时，尽管不必显式的使用static，但实际上仍然是创建static成员函数。它的语法也和重载其他运算符一样。当编译器看到使用new创建自己定义的类的对象时，它选择成员版本的operator new()而不是全局版本的new()。但是全局版本的new和delete任然为其他类型所使用。 

为一个类数组重载new和delete

如果为一个类重载了operator new和operator delete，那么无论何时创建一个这个类的对象，都会调用重载的new和delete。但如果要创建这个类的一个数组的话，编译器会使用全局的new和delete。所以我们还要重载这个类的new的数组版本。即operator new[]和operator delete[]。

使用数组版本的new时，需要的长度比期望的多了4个字节。这额外的4字节是系统用来存放数组信息的，特别是数组对象的数量。

定位new和delete

重载operator new还有两个不常见的用途：

1、在内存的指定位置放置一个对象。

2、让使用new的程序员可以选择不同的内存分配方案

这两个特性可以用相同的机制实现： 重载的operator new()可以带一个或多个参数。第一个参数总是对象的长度，它在编译器内部计算出来并传递给new，但其他参数可以由我们定义：一个放置对象的地址、一个是对内存分配函数或对象的引用，或其他设置。

在调用过程中传递额外参数给operator new的方法看起来有点古怪：在关键字new后是参数表（没有size_t参数，它由编译器处理），参数后面是正在创建的对象的类名字。例如： 

X* xp = new(a) X; 

将a作为第二个参数传递个operator new。注意，这是在operator new已经声明的情况下才有效。