C++详解new/delete

首先来说一下new/delete跟malloc/free的区别
先说malloc/free吧，malloc/free是库函数，专门用于申请分配内存用的

void* malloc(size_t n);
void free(void *ptr);

malloc申请n个字节的堆内存，返回指向这段内存首地址的指针
如果分配失败则返回NULL
free释放指定位置的内存，返还给系统

再说说new/delete，一般来说，我们使用的是关键字new/delete
关键字new的作用是分配内存，构造对象，再返回指针
关键字delete的作用是析构对象，回收内存

A *ptr = new A;
delete ptr;

但是实际上，在C++中，new/delete有三种不同的意思
分别是new operator, operator new, placement new

• new operator
  我们最常用的new就是关键字new，也就是new operator
  它是语言自带的东西，不可改变，不可重载
  它的意思就只有一个：
  １．先调用operator new分配内存
  ２．再调用构造函数构造对象
  ３．返回相应的指针

• operator new
  operator new是一个操作符，就像加减乘除四则运算符一样，可以被重载
  那么operator new 作用只负责就是分配内存，它的底层实现也是调用malloc
  operator new
  １．只分配所要求的空间，不调用相关对象的构造函数。当无法满足所要求分配的空间时，则
  （１）如果有new_handler，则调用new_handler，否则
  （２）如果没要求不抛出异常（以nothrow参数表达），则执行bad_alloc异常
  （３）否则返回0
  ２．可以被重载
  ３．重载时，返回类型必须声明为void* .
  ４．重载时，第一个参数类型必须为表达要求分配空间的大小（字节），类型为size_t
  ５．重载时，可以带其它参数
  那它与malloc有什么区别呢
  区别就只在上面内存分配失败处理程序，malloc是直接返回NULL，new是可选择分配失败处理程序，或者返回BAD_ALLOC异常，或者直接返回０
  标准的operator new具有非常好的通用性，当需要对特定情况特殊处理，以提高性能的时候，可以通过重载operator new 来实现，比如内存池技术

class A
{
public:
	A() { cout << "A::constructor is called" << endl; }
	~A() { cout << "A::destructor is called" << endl; }
	void* operator new(size_t size, string str)
	{
		cout << "A::operator new id called" << endl;
		return ::operator new(size);
	}
	void operator delete(void *ptr)
	{
		cout << "A::operator new is called" << endl;
		::operator delete(ptr);
	}
private:
	int val;
};
int main()
{
	A* ptr = new A;
	delete ptr;
	return 0;
}

如上A类，重载了operator new 与 operator delete ，当new一个Ａ类对象时，使用关键字new，然后关键字new调用 A 中重载的 A::operator new来执行内存分配工作，如果没有重载operator new，将会调用全局的::operator new ，最后调用Ａ的构造函数，返回指向Ａ对象的ptr指针
同理，执行delete ptr时，先调用A的析构函数，再调用A中重载的A::operator delete，如果没有重载operator delete，将会调用全局的::operator delete

• placement new
  只是全局::operator new的一个全局重载版本，此版本不可再被重载

void operator new(size, void *p) throw() { return p; }

placement new 不分配内存，只是单纯的返回p指针
一般用于在已分配内存上构造对象

void *p = new(sizeof(A)); // 会调用A::operator new
A *pa = new(p)A(); // 会调用placement new与A的构造函数Ａ::A()