《Effective C++》：条款52：写了placement new也要写placement delete

条款52：写了placement new也要写placement delete

placement new和placement delete是C++经常用到但是却不常见的两个操作符。当我们使用new创建一个对象时

Widget* pw=new Widget;

有两个函数被调用，第一个函数就是operator new，用以分配内存，第二个是Widget的default构造函数。如果第一个函数调用成功，但是第二个函数调用失败，这时需要释放第一步开辟的内存，否则就造成了内存泄露。这个时候，客户没有能力去归还内存，因为如果Widget构造函数抛出异常，那么pw尚未被赋值，客户手中的指针还没有指向开辟的内存。释放内存的任务落到了C++运行期系统身上。

运行期系统会调用第一个函数operator new所对应的operator delete版本。因为operator delete可能有多个版本。正常的operator new和对应的operator delete

    void *operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc);    void operator delete(void* rawMemory) throw();

class作用域内有典型签名的operator delete
void operator delete(void* rawMemory, std::size_t size) throw();
如果使用正常的operator new和operator delete，运行期系统可以找到如何释放new开辟内存的delete函数。但是如果使用非正常形式的operator new，究竟使用那个delete就会有问题了。

那个例子来说明。假设编写一个class专属的operator new，要接接收一个ostream，用来志记相关分配信息，同时又写了一个正常形式的class专属operator delete：

    class Widget{    public:        ……        static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream)//非正常形式的new            throw(std::bad_alloc);        static void operator delete(void* pMemory, std::size_t size)//正常的class专属delete            throw();        ……    };

这个设计有问题，在讨论问题签，先说明若干术语。operator new接受的参数除了必有的size_t之外还有其他，这便是placement new。所以上述的operator new是个placement版本。众多placement new版本中，有一个特别有用的是“接受一个指针指向对象该被构造之处”，这个operator new形式如下

    void* operator new(std::size_t, void* pMemory) throw(); //placement new

这个版本的new已被纳入C++标准程序库，在头文件#include。这个placement new是最早的版本，根据命名：一个特定位置上的new。当人们谈到placement new时，大多时候谈的是这一特定版本，即还有额外实参void*。有一点比较普遍，术语placement new意味着带有额外参数的new，因为另一个术语placement delete直接派生自它。

现在再来看一下Widget class的声明式，这个class会引起内存泄露。例如动态创建一个Widget时将相关信息分配信息志记于cerr:

Widget* pw=new (std:cerr) Widget;//调用operator new，并传递cerr作为ostream实参

如果内存分配成功，但是Widget构造函数抛出异常，运行期系统要释放operator new开辟的内存。但是运行期系统不知道真正被调用的operator new如何运作。运行期系统寻找参数个数和类型都与operator new相同的operator delete。这里对应的operator delete为：

void operator delete(void*, std::ostream&) throw();

和operator new的placement版本类似，接收额外参数的operator delete成为placement delete。上面Widget没有placement版本的operator delete，所以运行期系统不知道如何释放operator new开辟的内存。所以Widget class应该定义如下：

 class Widget{    public:        ……        static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw(std::bad_alloc);        static void operator delete(void* pMemory) throw();        static void operator delete(void* pMemory, std::ostream& logStream) throw();    };    Widget* pw=new (std:cerr) Widget;//调用operator new，并传递cerr作为ostream实参

这样如果Widget构造函数抛出异常，就会调用对应版本的placement delete。但是如果没有异常，这样调用

delete pw;

就会调用正常版本的operator delete。placement delete只有在placement new调用构造函数抛出异常时才会被调用。

需要注意的是，因为成员函数的名称会掩盖其外围作用域中相同名称的函数（**条款**33），所以要小心避免class专属的new掩盖客户希望调用的new。例如，你有一个base class，其中声明唯一一个placement

operator new    class Base{    public:        ……        static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw(std::bad_alloc);//会掩盖global new        ……    };    Base* pb=new Base;//错误，因为正常形式的operator new被掩盖    Base* pb1=new (std::cerr) Base;//调用Base的placement new

在derived class的operator new会掩盖继承而来的operator new和global版本的new

 class Derived: public Base{    public:        ……        static void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);//重新声明正常形式的new    };    Derived* pd=new (std::clog) Derived;//错误，因为Base的placement new被掩盖了    Derived* pd1=new Derived;//正确在缺省情况下，C++在global作用域内提供以下形式的operator new：    void* operator(std::size_t) throw(std::bad_alloc);//normal new    void* operator(std::size_t, void*) throw();//placement new    void* operator(std::size_t, const std::nothrow_t&) throw();//nothrow new

在class内声明任何形式的operator new都会掩盖上面这些标准形式。对于每一个可用的operator new，要确保提供了对应形式的operator delete。

一个简单的做法是建立一个base class，内含所有正常形式的new和delete

    class StadardNewDeleteForms{    public:        //normal        static void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)        {return ::operator new(size);}        static void operator delete(void* pMemory) throw()        {::operator delete(pMemory);}        //placement        static void* operator new(std::size_t size, void* ptr) throw(std::bad_alloc)        {return ::operator new(size, ptr);}        static void operator delete(void* pMemory, void* ptr) throw()        {::operator delete(pMemory, ptr);}        //nothrow        static void* operator new(std::size_t size, const std::nothrow_t& nt) throw(std::bad_alloc)        {return ::operator new(size,nt);}        static void operator delete(void* pMemory,const std::nothrow_t&) throw()        {::operator delete(pMemory);}    };

如果想以自定义方式扩充标准形式，可以使用继承机制和using声明

 class Widget: public StandardNewDeleteForms{    public:        //让这些形式可见        using StandardNewDeleteForms::operator new;        using StandardNewDeleteForms::operator delete;        //添加自己定义的        static void* operator new(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw(std:;bad_alloc);        static void operator detele(std::size_t size, std::ostream& logStream) throw();    };

总结

• 当编写一个placement operator new时，也要编写对应版本的placement operator delete。否则就可能造成隐蔽的内存泄露。
• 当声明了placement new和placement delete时，就会掩盖正常版本。