New运算符的重载

首先我们要清楚，为什么我们要重载new，和delete了？这还不是指针造成的，确实指针是一件让人喜欢的东西，用起来如此让人喜欢，让人顺手。然而小程序我们完全可以避免内存泄露问题，大程序就不那么容易了，然而我们有一种特别好的方法可以跟踪我们new，和delete动作，找到未被释放的内存。办法是什么呢？微软给我们提供了一种很好的方法，那就是重载new，和delete。

       在实现之前我们要清楚new，和delete的工作机理，这是个多么好的学习机会啊！

       对与new操作符，其实和sizeof一样，都是c++内置的，然而像strlen就不是了，strlen属于函数。对于new的功能我们是没有办法改变的，当我们new一个对象时，new为我们做了两件事情，一、申请一块足够的内存空间供存放对象，对于new一个数组对象，编译器会计算出总共的空间，然后执行类似c语言中malloc函数类似的功能。二、初始化对象，对于单个对象，包括包括基本对象和类对象，可以通过括号初始化，比如int * pn = new int(3); A * pa = new A(3);   然而对于数组不能初始化，对于类对象，必须定义无参数的构造函数。对与new的基本功能我们是无法改变的。

       我们所能改变的就是如何为对象分配内存，我们可一重载这个函数以实现分配内存。通常的重载方式是：

       void * operator new (size_t size);

       然而这已经足够了，在一般的operator new 重载函数里，我们可以再加入其它参数，但第一个参数必须是size_t类型，即为无符号整形。正是有这种特性，为我们对内存申请和释放的跟踪提供了可能。


       具体实现就是第一个operator new 的重载函数，我们第一的这个函数是这样的：

void * operator new(unsigned int size, const char *file, int line)
{
    cout << "new size:" << size << endl;
    cout << file << " " << line << endl;

    void * p = malloc(size);

    return p;
}

       然后用宏替换所有的new：

#define new new(__FILE__, __LINE__)

       这样我们每次调用new，比如int * pn = new int;被编译器替换成了int * pn = new (__FILE__, __LINE__) int，从而调用我们定义的operator new，这种办法确实很妙。需要交代的是，对于数组同样适用，而是在编译的是后由编译器计算出所需要的长度调用我们定义的operator new函数。

       对于delete，我们无需使用宏定义，只要重载operator delete就可以了，然而我们需要重载两个delete：

void operator delete(void * p)
{
    cout << "delete " << (int)p << endl;
    free(p);
}

void operator delete [] (void * p)
{
    cout << "delete [] " << (int)p << endl;
    free(p);
}


       其实后面一个函数的内容和前面的内容一样，但为了支持数组的释放，我们必须是要定义的。那么我们只是简单的free(p)编译器咋知道我们释放的数组，还是单个对象了，这个不用我们操心了，我们只要提供给free函数一个申请内存的首地址就可以了。因为在用malloc申请的时候，我们也把数组装换为内存大小了。

       由此我们可以得出下面的推断：用int * pn = new int [100];的空间，用delete pn释放和delete [] pn释放效果一样。然而那么既然这两种方式一样，那还要delete [] 干什么，其实delete [] 有另外的作用就是类对象数组的释放，编译器把delete []解释为调用对象的析构函数，这个是通过循环实现的，最后释放掉申请的内存。

       既然我们已经跟踪了new和delete，那么就可以比较容易的判断申请的内存是否最后得到释放，要完成它，我们还需要一个链表，或者其它，当我们申请一块内存的时候加入到链表中，释放一块空间的时候，从链表中删除和释放内存首地址相同的节点就可以了，最后理想的情况是链表为空，如果不为空，那就说明内存发生泄露（Memory leaks）了。

完整代码：

#include "malloc.h"
#include "iostream.h"

#ifdef _DEBUG

void * operator new(unsigned int size, const char *file, int line)
{
    cout << "new size:" << size << endl;
    cout << file << " " << line << endl;

    // 下面两种方法可以达到同样的效果，但下面一种比较好
    // 因为用下面一种可以保持原有的申请方式一样
    //void * p = malloc(size);
    void * p = operator new(size);

    return p;
}

void operator delete(void * p)
{
    cout << "delete " << (int)p << endl;
    free(p);
}

void operator delete [] (void * p)
{
    cout << "delete [] " << (int)p << endl;
    free(p);
}

void operator delete(void * p, const char *file, int line)
{
    cout << "delete file line" << endl;
    free(p);
}

void operator delete [] (void * p, const char *file, int line)
{
    cout << "delete [] file line" << endl;
    free(p);
}

#define new new(__FILE__, __LINE__)
#endif

void main()