C++中operator new 和 new operator小结以及对new 和 delete初步理解

最近在看C++ Prime，注意到new 和 delete 并没有原来想象的那么简单。记得上学期学C语言时，学习的sizeof和strlen区别时，有一条为sizeof不是函数在这里，和sizeof类似，new 和delete也不是函数，它们都是C++定义的关键字，通过特定的语法可以组成表达式。我们先看看上面提到的operator new 和 operator delete在C++语言标准库的原型

void *operator new(size_t);     //allocate an objectvoid *operator delete(void *);    //free an object

这两个均是 C++ 标准库函数！C++ Primer 一书上说new 和 delete是不允许重载的，那么这里就不是重载 new 和 delete 表达式（如 operator=就是重载 = 操作符），那么

operator new 和 new operator到底有什么区别呢？

new operator：

string *ps=new string("linux");

它完成了两件事情
第一，分配足够的内存，用来放置某类型的对象。
第二，调用一个构造函数，为刚才分配的内存中的那个对象设定初始值。new operator调用某个函数，执行必要的内存分配动作，你可以重写或者重载那个函数，改变其行为（能够改变的是用来容纳对象的那块内存的分配行为）。这个函数名称就叫operator new 。
operator new：

void * operator new (size_t size);

其返回类型void*。即返回一个指针，指向一块原始的、未设置初始值的内存。函数中的size_t参数表示需要分配多少内存，你可以将operator new 重载，加上额外的参数，但第一个参数类型必须总是size_t。可以像调用任何其他函数一样调用它。

void* rawMemory=operator new(sizeof(string));

这里的operator new 将返回指针，它指几一块足够容纳string对象的内存。和malloc一样，operator new 的唯一任务就是分配内存，它不知道什么是构造函数，它只负责分配内存。取得operator new 返回的内存并将之转为一个对象，是new operator的工作。这样，刚才的那段代码

string *ps=new string("linux");

可以这样理解

void* memory=operator new(sizeof(string));   //取得原始内存，用于放置一个string对象call string::string("linux") on *memory;//将内存中对象初始化string *ps=static_cast<string*>(memory);   //让ps指向新完成的对象

但是在查资料时，还发现了另一个迷惑的术语 placement new 有时候想直接调用一个构造函数，针对一个已经存在的对象调用其构造函数，并无意义，因为构造函数用来对象初始化，而对象只能只能初始化一次。但是当需要在一些分配好的原始内存上构建对象时，placement new,允许这么做。
例如：

class Test{  public:   Test(int Size);   ......};Test* constructTestInBuffer(void *buffer,int size){  return new (buffer) Test(size);}

此函数返回指针，指向一个Test对象，它被构造于传递给此函数的一块内存缓存区上。当程序运行到共享内存或者内存I/O映射。这类函数可能是有用的，
因为在那样运用中，对象必须置于特定的地址，或者置于特殊函数分配出来的内存上。
分析函数内部
Test* constructTestInBuffer 只有一个表达式new (buffer) Test(size)，这是new operator的用法之一，其中所指定一个额外的自变量(buffer)作为
new operator "隐式调用operator new "时所用。于是，被调用的operator new除了接受"一定要有size_t自变量"之外，还接受了一个void* 参数，指向一
块内存，准备用来接受构造好的对象。这样的operator new 就是所谓的placement new 
类似还有：

void * operator new(size_t size,void* location){return location;}

operator new 的目的是要为对象找到一块内存，然后返回一个指针指向它，在placement new 的情况下，调用者已经知道指向内存的指针了，因为调用
者知道对象应该放在哪里。因此placement new 唯一需要做的就是将它获得的指针再返回。至于没有用到（但一定得有）的size_t参数，之所以不赋予
名称，为的是避免"编译器某物未被使用"的警告。
另外注：placement new 是C++标准程序库的一部分，要使用placement new
得用#include<new>,旧式编译器用 #include<new.h>
了解了placement new 后，我们便能了解new operator和operator new之间的关系。

如果你希望将对象产生于heap，就是要用new operator,它不但分配内存而为该对象调用一个构造函数。
如果你只是打算分配内存，请用operator new,就没有构造函数被调用。
如果你打算在heap object产生自己决定的内存分配方式，请写一个自己的operator new。并使用new operator，它将会自动调用你所写的
operator new。
如果你打算在已经分配（并拥有指针）的内存构造对象，使用placement new 。

delete 与内存释放

为了避免资源泄露,每一个动态分配行为都必须匹配一个相应的释放动作。
函数 operator delete对于内建的delete operator(操作符)就好像 

operator new 对于new operator一样。string *ps;...delete ps; //使用delete operator.

内存释放动作是由operator delete执行的,通常声明如下：

void operator delete(void* );

因此 delete ps;
执行的步骤如下：
ps->~string();//调用析造函数
operator delete(ps);//释放对象所占用的内存
如果只打算处理原始的、未设初值的内存，直接operator delete 归还给系统。
即调用operator new取得内存并以operator delete归还系统。
如：

void* buffer=operator new (50*sizeof(char));//分配内存，放置50个char,没有调用构造函数...operator delete(buffer); //释放内存，而没有直接调用析构函数。

类似与C语言中malloc和free。
但是如果使用了placement new ，在某块内存中产生对象，你应该避免那块内存使用delete operator（操作符）。
因为delete operator会调用operator delete来释放内存，但是该内存所含的对象最初并不是由operator new 分配来的。
placement new只是返回它接收的指针而已。为了抵消该对象的构造函数的影响，使用placement new 时应该直接调用该对象的析构函数。
请看示例：

void * mallocShared(size_t size);//申请分配内存void freeShared(void * momery);//释放内存void* sharedMemory=mallocShared(sizeof(Test));Test *pw=constructTestBuffer(sharedMemory,10);//使用前面Test类的placement new...delete pw;//无定义，因为sharedMemory来自mallocShared，不是来自newpw->~Test();//OK,析构函数pw所指Test对象，但并释放Test所占用内存。freeShared(pw);//OK,释放pw所指的内存，不调用任何析构函数。

如上述所示，如果交给placement new的原始内存（raw memory）本身是动态分配而得的，那么最终得释放那块内存，以避免内存泄露
基于单一对象上的已经了解了，但如果是一组对象呢？

string *ps=new string[10];//分配一个对象数组

1.这里的new 与前面的new 行为类似，但略有不同，这里不能再operator new分配内存，而是以operator new[]负责分配。和operator new 一样，operator new[]也可以被重载。
2.数组的new 与单一对象的new所调用的构造函数不同，数组的new 必须针对数组中每一个对象调用一个构造函数。

string *ps=new string[10];//调用operator new[]以分配足够容纳10个string对象的内存，然后针对每个元素调用string的默认构造函数。

同样的，当使用了delete,它也会针对数组中每一个元素调用析构函数，然后再调用operator delete[]释放内存。如：

delete []ps;//为数组中的每一个元素调用string 析构函数，然后再调用 operator delete[] 释放内存。跟operator delete一样 operator delete[]也可以被重载。