auto_ptr和operator new

#include <memory>
#include <iostream>
#include <cstddef>
using namespace std;

class TraceHeap {
  int i;
public:
  static void* operator new(size_t siz) {
    void* p = ::operator new(siz);
    cout << "Allocating TraceHeap object on the heap "
         << "at address " << p << endl;
    return p;
  }
  static void operator delete(void* p) {
    cout << "Deleting TraceHeap object at address "
         << p << endl;
    ::operator delete(p);
  }
  TraceHeap(int i) : i(i) {}
  int getVal() const { return i; }
};

int main() {
  auto_ptr<TraceHeap> pMyObject(new TraceHeap(5));
  cout << pMyObject->getVal() << endl;  // Prints 5
}

C++标准库的智能指针。 
  在超出auto_ptr的生命期，自动释放auto_ptr容器中的指针所指向的内存。不需要程序员编码来释放内存 
  auto_prt是C++   标准库中提供的一个模板类,支持"资源申请即初始化"的技术.总之,auto_ptr可以用指针去初始化,且能以与指针同样的方式间接访问.当退出作用域时,他指向的对象自动被隐式的删除掉了.可以在系统头文件<memory>中找到它的详细描述.也可以参阅帮助文件

 

new，operate new和placement new

new：不能被重载，其行为总是一致的。先调用operator new分配内存，然后调用构造函数初始化那段内存。
operator new：要实现不同的内存分配行为，应该重载operator new，而不是new。

placement new：只是operator new重载的一个版本。它并不分配内存，只是返回指向已经分配好的某段内存的一个指针。因此在删除该对象时，需要调用对象的析构函数。

下面重点讲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（不像普通的operator new和operator delete能够被替换成用户自定义的版本）。

它的原型如下：
void *operator new( size_t, void *p ) throw() { return p; }

首先我们区分下几个容易混淆的关键词：new、operator new、placement new
new和delete操作符我们应该都用过，它们是对堆中的内存进行申请和释放，而这两个都是不能被重载的。要实现不同的内存分配行为，需要重载operator new，而不是new和delete。

看如下代码：
class MyClass {…};
MyClass * p=new MyClass;

这里的new实际上是执行如下3个过程：

1. 调用operator new分配内存 ；2. 调用构造函数生成类对象；3. 返回相应指针。

operator new就像operator+一样，是可以重载的。如果类中没有重载operator new，那么调用的就是全局的::operator new来完成堆的分配。同理，operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重载的，一般你重载的其中一个，那么最后把其余的三个都重载一遍。

至于placement new才是本文的重点。其实它也只是operator new的一个重载的版本，只是我们很少用到它。如果你想在已经分配的内存中创建一个对象，使用new时行不通的。也就是说placement new允许你在一个已经分配好的内存中（栈或者堆中）构造一个新的对象。原型中void*p实际上就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的的首地址。

我们知道使用new操作符分配内存需要在堆中查找足够大的剩余空间，这个操作速度是很慢的，而且有可能出现无法分配内存的异常（空间不够）。 placement new就可以解决这个问题。我们构造对象都是在一个预先准备好了的内存缓冲区中进行，不需要查找内存，内存分配的时间是常数；而且不会出现在程序运行中途出现内存不足的异常。所以，placement new非常适合那些对时间要求比较高，长时间运行不希望被打断的应用程序。

使用方法如下：
1. 缓冲区提前分配
可以使用堆的空间，也可以使用栈的空间，所以分配方式有如下两种：
class MyClass {…};
char *buf=new char[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];或者char buf[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];

2. 对象的构造
MyClass * pClass=new(buf) MyClass;

3. 对象的销毁
一旦这个对象使用完毕，你必须显式的调用类的析构函数进行销毁对象。但此时内存空间不会被释放，以便其他的对象的构造。
pClass->~MyClass();

4. 内存的释放
如果缓冲区在堆中，那么调用delete[] buf;进行内存的释放；如果在栈中，那么在其作用域内有效，跳出作用域，内存自动释放。

注意：

在C++标准中，对于placement operator new []有如下的说明： placement operator new[] needs implementation-defined amount of additional storage to save a size of array. 所以我们必须申请比原始对象大小多出sizeof(int)个字节来存放对象的个数，或者说数组的大小。
使用方法第二步中的new才是placement new，其实是没有申请内存的，只是调用了构造函数，返回一个指向已经分配好的内存的一个指针，所以对象销毁的时候不需要调用delete释放空间，但必须调用析构函数销毁对象。
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