学习笔记：c++ new&delete关键字及其自定义

一.new运算符说明

1.作用

• 动态申请内存

2.标准库函数

//会抛异常版本：
void *operator new(size_t);  //分配一个对象
void *operator new[](size_t);//分配一个数组
//不会抛异常版本：
void *operator new(size_t,nothrow_t&) noexcept;
void *operator new[](size_t,nothrow_t&) noexcept;

3.运行原理：

• 1.通过malloc分配size_t参数指定大小的内存；
• 2.对这块内存进行初始化(类的构造，基本类型初始化或者清0)；

4.常见用法：

struct A
{
	int _val;
};
A*p = new A;                   //方式一
A *p = new A();                //方式二
A *pArray = new A[10];         //方式三
void *pMem = malloc(sizeof(A));//方式四
A *p = new(pMem) A;

• 第一种方式申请内存空间后不会清零，如果未对变量做初始化就直接使用，存在脏数据风险；
• 第二种方式相比第一种增加了()，这会导致在执行完内存分配后，系统会对内存进行清零，弊端是内存清零必然会损耗性能。
• 第三种方式是用来创建对象数组的，不多说；
• 最后一种是placement new的写法，这种写法的特点是：
  ①需要先通过malloc等函数申请到所需要大小的内存空间；
  ②通过void *operator new(size_t,void*)的这种placement new的写法，直接在malloc申请到的内存空间进行构造或者初始化；
  这种申请方式一个很显然的优势在于内存的重复利用，如果使用场景中存在一个对象需要频繁创建和销毁，推荐使用这种方式。

  5.size_t如何传递

• 我们可以看到new操作符的定义中第一个参数是size_t类型的，但是我们实际使用中并没有去指定参数，那这个参数是怎么传递下去的呢？实际上当编译器在处理operator new时，会将存储指定指定对象内存大小传递给new函数的第一个参数。同样的，当调用operator new[]时，编译器会将存储指定对象数组所需的内存空间传递到new[]函数的第一个参数。
• 后面我们会看到如果我们自定义了new操作符，并且带有额外参数，调用时传递的第一个参数实际上会传递到operator new(size_t,args…)函数的第二个形参里面去。

二.delete函数

1.作用

• 释放通过new动态申请的内存空间，和new配套使用；

2.标准库函数

//会抛异常版本
void operaor delete(void *pObj);    //释放对象所占用的空间
void operator delete[](void *pArrayObj); //释放对象数组所占用的空间
//不会抛异常版本
void operator delete(void *pObj, nothrow_t&) noexcept;
void operator delete[](void *pArrayObj, nothrow_t&) noexcept;

3.运行原理：

• 1.调用对象的析构函数；
• 2.释放空间；

4.常见用法：

struct A
{
	int _val;
}
A *p = new A;
delete(p);      //释放单个对象
A *pArray = new A[10];
delete[](pArray);//释放对象数组

三.自定义new和delete

1.自定义规范：

operator new/delete进行自定义可以实现为类的方法或者全局方法。
如果在类的方法中自定义了operator new/delete，则在new该对象时会优先调用类中的自定义方法。如果全局也有自定义的接口，则可以通过使用限定符::来调用全局的自定义接口。

2.代码示例

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void *operator new(size_t size)
{
    std::cout << "global new enter" << std::endl;
    return malloc(size);
}

void *operator new[](size_t size)
{
    std::cout << "global new array enter" << std::endl;
    return malloc(size);
}

void operator delete(void *pObj)
{
    std::cout << "global delete enter" << std::endl;
    free(pObj);
}

void operator delete[](void *pObjArray)
{
    std::cout << "global delete array enter" << std::endl;
    free(pObjArray);
}


class MemoryDemo
{
public:
    MemoryDemo() = default;
    ~MemoryDemo() = default;

    void* operator new(size_t size)
    {
        std::cout << "new enter" << std::endl;
        return malloc(size);
    }
    
    void *operator new[](size_t size)
    {
        std::cout << "new array enter" << std::endl;
        return malloc(size);
    }

    void *operator new(size_t size, int mode)
    {
        std::cout << "new with mode:" <

3.测试结果

4.参考文献：

【Primer C++ 第五版】