C++易混知识点3. New Operator, Operator New, Placement New 实例分析,比较区别

我们知道，C++中引入了New 这个内置符号，很大方便了指针的使用，程序员不必关注与这块堆上新分配的内存是如何来的，如何初始化的，然后如何转换为我们想要的类型指针的。现在，我们重点来分析下这个NEW内置符号背后的步骤和所调用到的函数。这里面涉及到new operator， operator new， placement new.

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1. New Operator (__type__ * a = new a();)

C 语言当中，我们在新申请一块内存的时候，通常使用的是malloc， 通常通过malloc（size_t size）来获得一块未初始化的raw memory。然后一般情况下我们会对该部分空间初始化（memset or memcpy）。

C++语言引入了new 操作符，极大地方便了使用，它一下子把C语言中的好几个步骤一下完成了，让我们觉得神奇的是，不必去深究其中的调用。

其实，new operator主要做了以下三个步骤的：

std::string* str = new std::string("memory management");// 例如，我们想申请一个新的string空间，其中空间并被初始化为“memory management”,并且该空间由一个stringlei类型的指针来指向，并把它返回给str。

1. 第一步，调用了 operator new 函数， operator new函数的作用 仅仅 是申请一块未被初始化的内存。

函数申明为：void* operator new (size_t size)

void* memory = operator new (sizeof("memory management"));// 申请足够大小的内存空间

2. 第二部，调用string 构造函数，在该未初始化的空间上初始化，也就是“memory management”

call string::string("memory management") on memory*

3. 第三部，将该指针转换为指定的想要的指针类型

string* str =  static_cast<std::string*> (memory);

  总结下来： 

（1）通过operator new申请内存

（2）使用placement new调用构造函数（简单类型忽略此步）

（3）返回内存指针

2. operator new （该函数仅仅 申请足够大小的内存，可以被重载）

void * operator new (size_t size);

举个例子来讲：

// operator new example#include <iostream>#include <new>using namespace std; struct myclass {myclass() {cout <<"myclass constructed\n";}}; int main () {    int * p1 = new int;// same as:// int * p1 = (int*) operator new (sizeof(int));    int * p2 = new (nothrow)int;// same as:// int * p2 = (int*) operator new (sizeof(int),nothrow);    myclass * p3 = (myclass*) operator new (sizeof(myclass));// (!) not the same as:// myclass * p3 = new myclass;// (constructor not called by function call, even for non-POD types)    new (p3) myclass;   // calls constructor// same as:// operator new (sizeof(myclass),p3)    return 0;}

重载operator new,

void * operator new (size_t size, string str);// 比如我们添加一个形参string, 用来辅助输出

调用

Base *b = new (“Operator new overload example”) Base;// str 形参放在new 后的挂号里面，

same as :

Base *b = (Base* ) ( operator new (sizeof(Base), "Operator new overload example") );

class Base {public:  Base() { }   void *operatornew(size_t size, string str ) {    cout << "Logging an allocation of " << size << " bytes for new object'" << str << "'" << endl;    return malloc( size );  }   int var;  double var2;};  Base* b = new ("Base instance 1") Base;

      输出： Logging an allocation of 12 bytes for new object 'Base instance 1'

3. Placement new. void* operator new ( size_t size, void* ptr) ;// ptr 会被返回，因为我们已经指定在已知的内存上

归根结底来讲，placement new 是operator new 的一种特殊重载，它不分配内存，只是调用合适的构造函数在ptr所指的地方构造一个对象，之后返回实参指针ptr。

例如：

myclass* p3 = static_cast<myclass*> ( operator new (sizeof(myclass));// p3 已经指定一块足够放下myclass对象的空间，该空间未初始化，

new (p3) myclass;// placement new, 在指定的p3空间上，call constructor myclass()来初始化该空间，并且返回p3.

// operator new example#include <iostream>#include <new>using namespace std; struct myclass {myclass() {cout <<"myclass constructed\n";}}; int main () {   myclass * p3 = (myclass*) operator new (sizeof(myclass));// (!) not the same as:// myclass * p3 = new myclass;// (constructor not called by function call, even for non-POD types)    new (p3) myclass;   // calls constructor// same as:// operator new (sizeof(myclass),p3)    return 0;}