C++中的new用法总结

Posted 2021-02-16 lustar

前段时间复习面试的时候，看到这个问题经常有问到，我这个小白就看了些博客和书，总结一下。

new可以说是个一个关键字，也可以说是一个运算符，并且可以被重载。

1、new operator

这个就是平时最经常用的new，用法如下程序所示：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     A(int i) :a(i){}
 5 private:
 6     int a;
 7 };
 8 
 9 int main()
10 {
11     A* example = new A(1);
12 }

new operator实际上执行了以下三个步骤：

1、调用operator new分配内存（后面要说的第二种new），如果类本身定义了operator new，那么会调用类自己的operator new，而不是全局的；

2、调用A的构造函数A::A(int)；

3、返回相应的指针

2、operator new

operator new不调用构造函数，而仅仅分配内存，有两个版本，前者抛出异常，后者当失败时不抛出异常，而是直接返回：

void* operator new (std::size_t size);
void* operator new (std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow_value) noexcept;

可以看到，operator new的作用有点类似与C语言中的malloc，有的地方说operator new的底层实现可以是malloc。

C++中可以用set_new_handler()设置抛出bad_alloc()异常时调用的处理函数，<<Effective C++>>有几个条款很详细描述了具体做法。

我还是太菜了，水平不够，不太能理解自定义异常处理函数的内容...T T

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     A(int i) :a(i){}
 5     void* operator new(size_t size)
 6     {
 7         cout << "call A::operator new" << endl;
 8         return malloc(size);
 9     }
10     void operator delete(void* p)
11     {
12         cout << "call A::operator delete" << endl;
13         return free(p);
14     }
15     void* operator new(size_t size, const nothrow_t& nothrow_value) noexcept
16     {
17         cout << "call A::operator new (noexcept)" << endl;
18         return malloc(size);
19     }
20     void operator delete(void* p, const nothrow_t& nothrow_value) noexcept
21     {
22         cout << "call A::operator delete (noexcept)" << endl;
23         free(p);
24     }
25 private:
26     int a;
27 };
28 
29 int main()
30 {
31     A* example1 = new A(1);
32     delete example1;
33     A* example2 = new(nothrow) A(2);
34     delete example2;
35 }

用一个小例子可以证明一下，确实调用的是自定义operator new/delete，而不是全局的。

3、placement new

placement new仅在一个已经分配好的内存指针上调用构造函数，基本形式如下：

void* operator new (std::size_t size, void* ptr) noexcept;

placement new不需要抛出异常，因为它自身不分配内存。

同时，ptr指针是已经分配好的，可能在栈上也可能在堆上，如下面的例子：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     A(int i) :a(i){}
 5     int getValue(){ return a; }
 6 private:
 7     int a;
 8 };
 9 
10 int main()
11 {
12     A* p1 = new A(1);           //在堆上分配
13     A  A2(2);                    //在栈上分配
14     A* p2 = &A2;        
15     cout << "placement new前的值: " << p1->getValue() << "  " << p2->getValue() << endl;
16 
17     A* p3 = new(p1) A(3);       //在p1的位置上构造
18     A* p4 = new(p2) A(4);       //在p2的位置上构造
19     cout << "placement new后的值: " << p1->getValue() << "  " << p2->getValue() << endl;
20 }

第一次输出的是1,2；在相应位置构造后，输出值变为3,4。