[C++再學習系列] 深入new/delete：類域的operator new重載

為 class 重載 operator new 時必須定義為類的靜态函數 ( 預設為 static 函數 ) 。重載 operator new 更多的是為了提高程式效率，比如使用靜态記憶體代替動态配置設定，啟用小對象配置設定器等。但是要正确重載類域的 operator new 并不容易，有很多規則需要注意： 1) 總是成對提供 new/delete ； 2) 如重載 operator new 一定要同時提供标準形式的 new 。舉例：

class T {

   static void* operator new(std::size_t);

    static void* operator new(std::size_t, CustomAllocator&);

    static void operator delete(void*, std::size_t);

};

T* p = new(alloc) T;

上述代碼将被編譯器展成下述代碼 ( 猜測,如果有高人知道如何檢視編譯器生成的中間代碼，煩請告知)

// compiler-generated code for T* p = new(alloc) T;

//

void* __compilerTemp = T::operator new (sizeof(T), alloc);  // 1

T* p;

try {

  p = new (__compilerTemp) T;      // 2 // construct a T at address __compilerTemp

}

catch(...) {                        // constructor failed, attention here…

  T::operator delete (__compilerTemp, sizeof(T), alloc);  // 3

  throw;

       注釋 1 ： operator new 用于配置設定記憶體， new 的第一步驟；

       注釋 2 ： placement new 用于在于位址上建構對象，也就是調用 T 的構造函數。

       注釋 3 ：與 operator new 配套的 operator delete 。

       C++ 标準規定：當且僅當 operator delete 的重載存在時，以上代碼才能生成。否則，在構造函數失敗的情況下，代碼不會調用 operator delete 。也就是說，如果構造函數抛異常，記憶體将洩漏。

這意味着：當提供 void* operator new(parms) 重載時，必須同時提供 void operator delete(void*, parms), 這裡參數清單的第一個參數總為 std::size_t 。 對于 operator new[] 也是如此。例外，對于 placement new 由于并不實際配置設定記憶體，可不重載相應的 operator delete 。

避免隐藏全局的operator new 和基類重定義的 operator new

       前面已經提到過 C++ 名字查找規則，對于重載的 operator new 也需要遵循此規則。當類中重載 operator new ，那麼全局的operator new 将被隐藏；如果派生類重載 operator new ，那麼基類的版本将被隐藏。由于 placement new 大量用于 STL 的優化中，故一定要避免隐藏 placement new 。隐藏 operator new 的這類錯誤編譯器會給出提示。 

       重載 opeartor new 并避免隐藏全局 operator new 的途徑：

       1) 對于基類重載的 operator new ，使用 using 來導入相應名字。

class C : public B {// …

public:

    static void* operator new(size_t, MemoryPool&); // private version

    using B::operator new;

       };

       2) 對一般重載 operator new 的類，除了提供私有版本外，應該對所有全局 operator new 形式提供轉換函數。如下：

class C {// …

static void* operator new(size_t, MemoryPool&);   // private version 

  static void* operator new(std::size_t s) {

  return ::operator new(s);        // global version

  }

  static void* operator new(std::size_t s, std::nothrow_t nt) throw() {

  return ::operator new(s, nt);

  static void* operator new(std::size_t s, void* p) {

  return ::operator new(s, p);

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