C++ new new[]详解

精髓：

operator new()完成的操作一般只是分配内存；而构造函数的调用(如果需要)是在new运算符中完成的。

operator new和new 运算符是不同的，operator new只分配内存，而只要new出现无论是不是operator new都会调用new运算符从而调用析构函数。

例子是：

#ifndef __PLACEMENT_NEW_INLINE  

#define __PLACEMENT_NEW_INLINE  

inline void *__cdecl operator new(size_t, void *_P)  

        {return (_P); }  

#if     _MSC_VER >= 1200  

inline void __cdecl operator delete(void *, void *)  

    {return; }  

#endif

#endif

这是new.h下的源代码，可见这个placement new（一种operator new）只是简单的返回了地址而已，并没有调用构造函数，这就说明，构造函数是只要出现new就必定会调用的事实。

我们可以使用如下技术来在制定的内存上调用构造：

1. A* s = new(p) A(XXX);

注意：这个new是placement new不分配内存，仅仅只call new运算符调用构造函数。

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详解：

A* a = new A；

 我们知道这里分为两步：1.分配内存，2.调用A()构造对象.

事实上，分配内存这一操作就是由operator new(size_t)来完成的，如果类A重载了operator new，那么将调用A::operator new(size_t )，如果没有重载，就调用::operator new(size_t )，全局new操作符由C++默认提供。

 operator new的三种形式：

operator new有三种形式：

throwing (1)	void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
nothrow (2)	void* operator new (std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow_value) throw();
placement (3)	void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();

(1)(2)的区别仅是是否抛出异常，当分配失败时，前者会抛出bad_alloc异常，后者返回null，不会抛出异常。它们都分配一个固定大小的连续内存。

用法示例：

A* a = new A; //调用throwing(1)

A* a = new(std::nothrow) A; //调用nothrow(2)

(3)是placement new，它也是对operator new的一个重载，定义于<new>中，它多接收一个ptr参数，但它只是简单地返回ptr。

它可以实现在ptr所指地址上构建一个对象(通过调用其构造函数)，这在内存池技术上有广泛应用。

new(p) A();// 这个操作实际上是先调用了 operator new，这个operator new就是placement new（注意placement new不会分配内存），然后在p处调用了构造函数

前面说到，new运算符都会调用operator new，而这里的operator new(size_t, void*)并没有什么作用，真正起作用的是new运算符的第二个步骤：在p处调用A构造函数。这里的p可以是动态分配的内存，也可以是栈中缓冲，如char buf[100]; new(buf) A();

placement new的主要作用只是将p放入ecx，并且调用其构造函数。

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c++为什么定义了析构函数的类的operator new[]传入的参数会多4字节？

class A

{

public:

A()

{

std::cout<<"call A constructor"<<std::endl;

}

~A()

{

std::cout<<"call A destructor"<<std::endl;

}

void* operator new(size_t size)

{

std::cout<<"call A::operator new[] size:"<<size<<std::endl;

return malloc(size);

}

void operator delete[](void* p)

{

std::cout<<"call A::operator delete[]"<<std::endl;

free(p);

}

void operator delete(void* p)

{

free(p);

}

};

//cpp
#include <iostream> 
#include "A.h"

void* operator new[](size_t size)

{

std::cout<<"call global new[] size: "<<size<<std::endl;

return malloc(size);

}

void operator delete[](void* p)

{

std::cout<<"call global delete[] "<<std::endl;

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

std::cout<<"sizeof A "<<sizeof(A)<<std::endl;

A* p1 = new A[3];

delete []p1;

system("pause");

return 0;

}

注意：只要在类中重载了new[]运算，就可以使用new A[n]来动态new数组，并且按照自定义的new方式来分配内存。但是他不会去调用自定义的new因为这两个运算符没有关联。实现的时候应该像如下实现：

void * Time::operator new[](size_t size)//重载new[]()运算符,以分配数组
{

std::cout<<"operator new[]() is called.Object size is "<<size<<std::endl;

return malloc(size);//?//在自由存储中分配内存

}

使用malloc连续分配数组需要的所有内存，而不是一个一个的来分配。即这个size等于一数组对象的所需要的内存量。

注意：如果所分配的对象显示定义了析构函数，那么size会比对象个数X对象占用内存多4字节+对齐字节数，这里暂时不考虑字节对齐数，只考虑那四字节：

这四个字节是用来记录数组长度的，方便在delete的时候（这里不用在delete重载中显示写出来，因为delete包含了一种运算符属性，只要出现delete有析构，必定调用析构）对每一个对象调用一次析构。要确定对多大的内存块进行析构就是下面的算式决定：

1. (size - 4)/(那多出来四字节的值)

很明显，那4字节的值等于调用析构函数的次数。

如果没有显示定义析构的话，就不会多那4字节，在删除那段申请出来的连续内存时，由于不用调用析构直接全部抹掉即可。

注意：不同的平台上编译器的实现都是不同的，所以是不是有那4字节都不一定。

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这部分的更多详细内容见：c++为什么定义了析构函数的类的operator new[]传入的参数会多4字节？

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下面是测试代码：

#include<iostream>
void* operator new[](size_t size)

{

　　std::cout<<"call global new[] size: "<<size<<std::endl;

　　return malloc(size);

}

class Time

{

private:

　　int hrs,mins,secs;//时,分,秒

public:

　　Time(int hrs=19,int mins=35,int secs=20);//默认参数的带参构造函数

　　~Time();//析构函数

　　void showTime()const;

　　Time operator ++();//重载前缀递增运算符,++x

　　Time operator ++(int);//重载后缀递增运算法,x++

　　bool operator ==(const Time &)const;//重载相等性运算符

　　Time & operator =(const Time &);//重载赋值运算符

　　void * operator new(size_t size);//重载new()运算符,如:int * pInt=new int(0);

　　void operator delete(void * ptr);//重载delete()运算符,如:delete pInt;

　　void * operator new[](size_t size);//重载new[]()运算符,以分配数组

　　void operator delete[](void * ptr);//重载delete[]()运算符,以去配数组,释放数组所占内存

};

Time::Time(int hrs,int mins,int secs)

{

　　this->hrs=hrs;

　　this->mins=mins;

　　this->secs=secs;

　　std::cout<<"Time类默认参数的带参构造函数 "<<(this->hrs)<<':'<<(this->mins)<<':'<<(this->secs)<<std::endl;

}

 

Time::~Time()

{

　　std::cout<<"Time类析构函数 "<<(this->hrs)<<':'<<(this->mins)<<':'<<(this->secs)<<std::endl;

}

 

void Time::showTime()const

{

　　std::cout<<"Time类showTime()const函数 "<<(this->hrs)<<':'<<(this->mins)<<':'<<(this->secs)<<std::endl;

}

Time Time::operator ++()//重载前缀递增运算符,++x

{

　　secs++;

　　if(secs>=60)

　　{

　　　　secs=0;

　　　　mins++;

　　　　if(mins>=60)

　　　　{

　　　　　　mins=0;

　　　　　　hrs++;

　　　　　　if(hrs>=24)

　　　　　　{

　　　　　　　　hrs=0;

　　　　　　}

　　　　}

　　}

　　return Time(hrs,mins,secs);//返回无名临时对象

}

Time Time::operator ++(int)//重载后缀递增运算法,x++

{

　　Time temp(hrs,mins,secs);//生成临时对象,并进行初始化

　　++secs;

　　if(secs>=60)

　　{

　　　　secs=0;

　　　　mins++;

　　　　if(mins>=60)

　　　　{

　　　　　　mins=0;

　　　　　　hrs++;

　　　　　　if(hrs>=24)

　　　　　　{

　　　　　　　　hrs=0;

　　　　　　}

　　　　}

　　}

　　return temp;

}

bool Time::operator ==(const Time & aTime)const//重载相等性运算符

{

　　return ((hrs==aTime.hrs)&&(mins==aTime.mins)&&(secs==aTime.secs));

}

Time & Time::operator =(const Time & aTime)//重载赋值运算符

{

　　hrs=aTime.hrs;

　　mins=aTime.mins;

　　secs=aTime.secs;

　　std::cout<<"Time类赋值运算符函数 "<<(this->hrs)<<':'<<(this->mins)<<':'<<(this->secs)<<std::endl;

　　return (*this);//返回当前对象的引用

}

void * Time::operator new(size_t size)//重载new()运算符,如:int * pInt=new int();

{

　　std::cout<<"operator new() is called.Object size is "<<size<<std::endl;

　　return malloc(size);//?//在自由存储中分配内存

}

void Time::operator delete(void * ptr)//重载delete()运算符,如:delete pInt;

{

　　std::cout<<"operator delete() is called"<<std::endl;

　　free(ptr);//在自由存储中释放内存

}

void * Time::operator new[](size_t size)//重载new[]()运算符,以分配数组

{

　　std::cout<<"operator new[]() is called.Object size is "<<size<<std::endl;

　　return malloc(size);//?//在自由存储中分配内存

}

void Time::operator delete[](void * ptr)//重载delete[]()运算符,以去配数组,释放数组所占内存

{

　　std::cout<<"operator delete[]() is called"<<std::endl;

　　free(ptr);//在自由存储中释放内存

}

 

int main()

{

　　Time * pTime;

　　pTime=new Time;//重载new()运算符,调用默认构造函数

　　pTime->showTime();

　　delete pTime;//重载delete()运算符

　　pTime=new Time[3];//重载new[]()运算符,以分配数组,调用默认构造函数

　　delete [] pTime;//重载delete[]()运算符,以去配数组,释放数组所占内存

　　getchar();

　　return 0;

}