條款8 了解各種不同意義的new和delete

new operator，這個操作符是由語言內建的，不能被改變意義，總是做相同的事情。它的動作分為兩方面：

第一，它分配足夠的記憶體，用來放置某型別的物件。

第二，它呼叫乙個constructor，為剛才分配的記憶體中的那個物件設定初值。

你能夠改變的是用來容納物件的那塊記憶體的分配行為。

new operator呼叫某個函式，執行必要的記憶體分配動作，你可以重寫或過載那個函式，改變其行為。這個函式的名稱叫做operator new。

函式operator new通常宣告如下：

void * operator new(size_t size);

其返回值型別是void*。此函式返回乙個指標，指向一塊原始的、未設初值的記憶體。函式中的size_t引數表示需要分配多少記憶體，你可以將operator new過載，加上額外的引數，但第一引數的型別必須總是size_t。

你可以像呼叫任何其他函式一樣地呼叫它：

void *rawmemory=operator new(sizeof(string));

這裡的operator new將返回指標，指向一塊足夠容納乙個string物件的記憶體。

和malloc一樣，operator new的唯一任務就是分配記憶體。取得operator new返回的記憶體並將之轉換為乙個物件，是new operator的責任。當你的編譯器看到這樣乙個句子：

string *ps=new
string("memory management");

它必須產生一些**，或多或少會反映以下行為：

void *memory=operator
new(sizeof(string)); //取得原始記憶體(raw memory)用來放置乙個string物件
call string::string("memory management") on *memory; //將記憶體中的物件初始化
string *ps=static_cast
(memory); //讓ps指向新完成的物件

placement new（特殊版本的operator new）

下面示範如何使用placement new：

class widget
wdiget * constructwidgetinbuffer(void *buffer,int widgetsize)

對於表示式new (buffer) widget(widgetsize)

這是new operator的用法之一，其中指定乙個額外自變數（buffer）作為new operator「隱式呼叫operator new」時所用。於是，被呼叫的operator new除了接受「一定得有的size_t自變數」之外，還接受了乙個void*引數，指向一塊記憶體，準備用來接受構造好的物件。這樣的operator new就是所謂的placement new，看起來像這樣：

void * operator
new(size_t, void *location)

看起來很簡單，畢竟operator new的目的是要為物件找到一塊記憶體，然後返回乙個指標指向它。在placement new的情況下，呼叫者已經知道指向記憶體的指標了，因為呼叫者知道物件應該放在**。因此placement new唯一需要做的就是將它獲得的指標再返回。至於沒有用到（但一定得有）的size_t引數，之所以不賦予名稱，為的是避免編譯器發出「某物未被使用」的警告。placement new是c++標準程式庫的一部分。欲使用placement new，你必須用#include 。

如果你希望將物件產生於heap，請使用new operator。它不但分配記憶體而且為該物件呼叫乙個constructor。

如果你只是打算分配記憶體，請呼叫operator new，那就沒有任何constructor會被呼叫。

如果你打算在heap objects產生時自己決定記憶體分配方式，請寫乙個自己的operator new，並使用new operator，它將會自動呼叫你所寫的operator new。

如果你打算在已分配（並擁有指標）的記憶體中構造物件，請使用placement new。

刪除與記憶體釋放

為了避免資源洩漏，每乙個動態分配行為都必須匹配乙個相應但相反的釋放動作。函式operator delete對於內建的delete operator，就好像operator new對於new operator一樣。

當你寫出這樣的**：

string *ps;
...delete ps;

它必須既能夠析構ps所指物件，又能釋放被該物件占用的記憶體。

記憶體釋放動作是由函式operator delete執行，通常宣告如下：

void
operator
delete(void *memorytobedeallocated)

因此，下面這個動作：delete ps;

會造成編譯器產生近似這樣的**：

ps->~string();
operator
delete(ps);

這裡呈現的乙個暗示就是，如果你只是打算處理原始的、未設初值的記憶體，應該完全迴避new operator和delete operator，改呼叫operator new取得記憶體並以operator delete歸還給系統。

這組行為在c++中相當於呼叫malloc和free。

如果你使用placement new，在某記憶體塊中產生物件，你應該避免對那塊記憶體使用delete operator。因為delete operator會呼叫operator delete來釋放記憶體，但是該記憶體內含的物件最初並非是由operator new分配得來的。畢竟placement new只是返回它所接受的指標而已，誰知道那個指標從**來呢？所以為了抵消該物件的constructor的影響，你應該直接呼叫該物件的destructor：

//以下函式用來分配及釋放shared memory中的記憶體
void
* mallocshared(size_t size);
void freeshared(void
*memory);
void
*sharedmemory=mallocshared(sizeof(widget));
widget *pw=constructwidgetinbuffer(sharedmemory,10);
...delete pw; //無定義！
//因為sharedmemory來自mallocshared，不是來自operator new
pw->~widget(); //可以！析構pw所指的widget物件，
//但並未釋放widget占用的記憶體。
freeshared(pw); //可以！釋放pw所指的記憶體，不呼叫任何destructor

如此例所示，如果交給placement new的原始記憶體本身是動態分配而得，那麼你最終還是得釋放那塊記憶體，以免遭受記憶體洩漏之苦。

陣列

string *ps=new
string[10]; //分配乙個物件陣列

由於誕生的是陣列，所以new operator的行為與先前產生單一物件的情況略有不同，由乙個名為operator new的函式負責分配。和operator new一樣，operator new也可以被過載。

「陣列版」與「單一物件版」的new operator的第二個不同是，它所呼叫的constructor數量。陣列版new operator必須針對陣列中的每個物件呼叫乙個constructor。

同樣道理，當delete operator被用於陣列，它會針對陣列中的每個元素呼叫其destructor，然後再呼叫operator delete釋放記憶體。

就好像你可以取代或過載operator delete一樣，你也可以取代或過載operator delete。不過兩者的過載有著相同的限制。

條款8 了解各種不同意義的new和delete

M8 了解各種不同意義的new和delete

條款49 了解new handle行為

條款42 了解typename的雙重意義

條款8 了解各種不同意義的new和delete

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