C++new运算符

new运算符虽然用的很久，但是我实际上对它的了解仅仅局限于表面知道和malloc一样可以在堆内存中申请内存，可能会调用对象的构造函数。但是具体的实现和什么时候调用构造函数完全不了解，因此今天在这里进行梳理。

1. new的常见用法

int *a =new int[5];
int *b =new A();

在实际操作中，我们发现A的申请的空间的储存的值为随机值，new仅仅申请了一块随机空间，但是B的申请的空间的值已经初始化了，new调用了A的构造函数。
new A（）的功能如下

• 在堆上申请空间
• 在分配的空间上调用对象的构造函数（这也是new和malloc的主要区别，是否调用构造函数）
  在调用delete b时的发生的事情是
• 调用该对象的析构函数
• 释放该对象的内存空间

new的具体实现

new的功能可分为两部分

• 分配空间

• 调用构造函数
  C++规定这两个功能是由两个函数分别实现的分别是

• 分配空间：operator new

• 调用构造函数：调用palcement new
  所以说实际上C++的new的实现过程是关键词new调用表达式new（operator new）来分配空间，这个operator new是一个全局的函数，写在一个文件中，当使用new关键词时，编译器会找到这个函数，并且调用，new操作符的声明如下

void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
if(size == 0)
size = 1;
void *p;
while((p = std::malloc)==0){
std::new_handler nh = std::get_new_headler();
if(nh)
nh();
else
throw  std::bad_alloc();
}
return p;
}

void operator delete(void* ptr){
if(ptr)
{
std::free(ptr);
}
}

上面的operator new函数就是全局函数operator new。这里成为全局是因为每个对象都可以重载自己的operator new()函数。
还有一件事，throw(std::bad_alloc) 意味着这个函数只能抛出std::bad_alloc 类型的异常，throw（类型 1，类型2 …类型 n）意味着只能抛出从1到n的特定的异常，如果没写反而可以抛出所有的异常。

全局operator new分配空间

从上个例子中可以看到，全局operator new分配空间，简单调用了malloc函数分配空间，没有做任何初始化工作。
分配后的空间如何调用构造函数来创建一个真正的对象？这时候就需要调用：palcement new

palcement new 调用构造函数

placement new的功能是在一个已经分配好的空间上调用构造函数创建一个对象，它不是一个卸载文件里的函数而是编译器在编译时候做的事情
用法如下

int *buf = （int*）malloc（sizeof（int））;//简单的分配空间
Class *pc = new（buf） class（） ;在分配空间中调用构造函数

有一个疑问这里的空间是任意的吗？栈上的堆上的全局区的都可以吗？答案是“YES”

   class A {int a;}
    int buf[sizeof(A)];   //在栈上，分配一个数组
    A *obj =  new(buf) A();  //在这个数组上构造一个 对象 A。

实际上我们可以重载operator new(),重载的理由如下

1. 检测代码中的内存错误
2. 优化性能
3. 获得内存使用的统计数据

重载的两种方法

1. List item不改变签名，直接替换系统原有的版本

#include <new>

void* operator new(size_t size);

void operator delete(void* p);

2.增加新的参数，调用时后也提供这些额外的参数

void* operator new(size_t size, const char* file, int line);  // 其返回的指针必须能被普通的 ::operator delete(void*) 释放

void operator delete(void* p, const char* file, int line);  // 这个函数只在析构函数抛异常的情况下才会被调用

针对有必要重载operator new，陈硕大佬的态度是反对的。

• 绝对不能在 library 里重载 ::operator new()

C++ new 的用法 (总结)

如果你是某个 library 的作者，你的 library 要提供给别人使用，那么你无权重载全局 ::operator new(size_t) ，因为这非常具有侵略性：任何用到你的 library 的程序都*使用了你重载的 ::operator new()，。另外，如果有两个 library 都试图重载 ::operator new(size_t)，那么它们会打架，可能会发生 duplicated symbol link error。
另一方面在主程序中重载operator new()的意义不大，因为使用重载后的需要手动判断内存是否泄露
综上，对于现实生活中的 C++ 项目，重载 ::operator new() 几乎没有用武之地，因为很难处理好与程序所用的 C++ library 的关系，毕竟大多数 library 在设计的时候没有考虑到你会重载 ::operator new() 并强塞给它。
具体可以看陈硕大佬的博客
陈硕的Blog
C++ 工程实践(2)：不要重载全局 ::operator new()

C++ new 的用法 (总结)