C 内存管理基础之new&0delete

文章作者 100test 发表时间 2007:10:10 13:03:53
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　　内存管理的基础是要知道怎么获得以及释放内存，如你所知，在C/C 中就是调用new和0delete操作。
　　1. 分清operator new和new operator
　　 全局函数operator new通常这样声明：
　　void * operator new(size_t size).
　　返回值类型是void*，表示其返回的是一个未经处理（raw）的指针，指向未初始化的内存。参数size_t确定分配多少内存。你能增加额外的参数重载函数operator new，但是第一个参数类型必须是size_t。头文件中有一个很好的重载的例子，那就是placement new，它看上去象这样：
　　void * operator new(size_t, void *location)
　　{
　　 return location.
　　}
　　这初看上去有些陌生，但它却是new操作符的一种常见重载方法，使用一个额外的变量buffer，当new操作符隐含调用operator new函数时，把这个变量传递给它。被调用的operator new函数除了持有强制的参数size_t外，还必须接受void*指针参数，指向构造对象占用的内存空间。未被使用的（但是强制的）参数size_t没有参数名字，以防止编译器警告说它未被使用。在使用placement new的情况下，调用者已经获得了指向内存的指针，因为调用者知道对象应该放在哪里。placement new需要做的就是返回传递给它的指针。

　　我们更经常使用的new是new操作符(new operator)，而非操作符new(operator new)，如当你使用new操作符构建一个对象的时候，实际上做了两件事情，一是调用operator new函数获取内存，二是调用对象的构造函数，如：
string *ps = new string("Hello, world!").
它完成与下面代码相似的功能：
　　void *memory = operator new(sizeof(string)). // 为String对象得到未经处理的内存
　　call string::string("Hello, world!") on *memory. // 调用构造函数初始化内存中的对象
　　string *ps = static_cast(memory). // ps指针指向新的对象
注意第二步中构造函数的调用只能由编译器完成，用户是不允许这样操作的，也就是说如果你想建立一个堆对象就必须用new操作符，不能直接像上面一样调用构造函数来初始化堆对象。
new操作符(new operator)是编译器内置的，其行为被语言固定下来，不受用户控制。但是它们所调用的内存分配函数也就是操作符new(operator new)则可以根据需要进行重载。试着回顾new操作符(new operator)与操作符new(operator new)的关系，如果你想在堆上建立一个对象，应该用new操作符。它既分配内存又为对象调用构造函数。如果你仅仅想分配内存，就应该调用operator new函数，它不会调用构造函数。如果你想定制自己独有的内存分配过程，你应该重载全局的operator new函数，然后使用new操作符，new操作符会调用你定制的operator new。如果你想在一块已经获得指针的内存里建立一个对象，应该使用placement new。
最后需要记住的一点是，0delete和new一样具有以上的特性，只是需要注意的一点是delte操作符中是首先调用对象的析构函数，然后再调用operator 0delete函数的。
　　2. 针对数组的new[]和0delete[]操作
建立数组时new操作符(new[])的行为与单个对象建立(new)有少许不同：
第一是内存不再调用用operator new函数进行分配，代替以operator new[]函数(常称作array new)。它与operator new一样能被重载，允许定制数组的内存分配，就象定制单个对象内存分配一样。
第二个不同是new[]操作时调用构造函数的数量。对于new[]而言，在数组里的每一个对象的构造函数都必须被调用。
0delete[]操作符的语义基本上和new[]相同，他们的实现类似这样：
　　　　　void * operator new[](size_t size)
　　　　　{
　　　　　cout << "new size of array in new[](): " << size << endl.
　　　　　int *g =(int *) malloc(sizeof(size)).
　　　　　return g.
　　　　　}
　　　　　void operator 0delete[](void* p)
　　　　　{
　　　　　 cout << "0delete address of array pointer in 0delete[](): " << p << endl.
　　　　　 free(p).
　　　　　}
　　3. operator new和0delete函数的实现
operator new实际上总是以标准的C malloc()完成，虽然并没有规定非得这么做不可。同样，operator 0delete也总是以标准得C free()来实现，不考虑异常处理的话他们类似下面的样子：
　　　　　extern void* operator new( size_t size )
　　　　　{
　　　　　 if( size == 0 )
　　　　　 size = 1. // 这里保证像 new T[0] 这样得语句也是可行的

　　　　　 void *last_alloc.
　　　　　 while( !(last_alloc = malloc( size )) )
　　　　　 {
　　　　　 if( _new_handler )
　　　　　 ( *_new_handler )().
　　　　　 else
　　　　　 return 0.
　　　　　 }
　　　　　 return last_alloc.
　　　　　}
　　　　　extern void operator 0delete( void *ptr )
　　　　　{
　　　　　 if(ptr) // 从这里可以看出，删除一个空指针是安全的
　　　　　 free( (char*)ptr ).
　　　　　}