详解C++中new运算符和delete运算符的使用

来源：本站原创|时间：2020-01-10|栏目：C语言|点击：次

C++ 支持使用 new 和 delete 运算符动态分配和释放对象。这些运算符为来自称为“自由存储”的池中的对象分配内存。 new 运算符调用特殊函数 operator new，delete 运算符调用特殊函数 operator delete。
在 Visual C++ .NET 2002 中，标准 C++ 库中的 new 功能将支持 C++ 标准中指定的行为，如果内存分配失败，则会引发 std::bad_alloc 异常。
如果内存分配失败，C 运行库的 new 函数也将引发 std::bad_alloc 异常。
如果您仍需要 C 运行库的 new 的非引发版本，请将您的程序链接到 nothrownew.obj。但是，当您链接到 nothrownew.obj 时，标准 C++ 库中的 new 将不再起作用。

调用 new 运算符
在程序中遇到以下语句时，它将转换为对函数 operator new 的调用：

char *pch = new char[BUFFER_SIZE];

如果请求针对零字节存储，operator new 将返回一个指向不同的对象的指针（即对 operator new 的重复调用将返回不同的指针）。如果分配请求没有足够的内存，则 operator new 将返回 NULL 或引发异常（有关详细信息，请参阅）。
可以编写尝试释放内存的例程并重试分配；有关详细信息，请参阅 _set_new_handler。有关恢复方案的更多详细信息，请参阅以下主题：处理内存不足的情况。
下表中描述了 operator new 函数的两个范围。
operator new 函数的范围

运算符	范围
::operator new	全局
class-name ::operator new	类

operator new 的第一个参数的类型必须为 size_t（STDDEF.H 中定义的类型），并且返回类型始终为 void *。
在使用 new 运算符分配内置类型的对象、不包含用户定义的 operator new 函数的类类型的对象和任何类型的数组时，将调用全局 operator new 函数。在使用 new 运算符分配类类型的对象时（其中定义了 operator new），将调用该类的 operator new。
为类定义的 operator new 函数是静态成员函数（因此，它不能是虚函数），该函数隐藏此类类型的对象的全局 operator new 函数。考虑 new 用于分配内存并将内存设为给定值的情况：

// spec1_the_operator_new_function1.cpp
#include <malloc.h>
#include <memory.h>

class Blanks
{
public:
 Blanks(){}
 void *operator new( size_t stAllocateBlock, char chInit );
};
void *Blanks::operator new( size_t stAllocateBlock, char chInit )
{
 void *pvTemp = malloc( stAllocateBlock );
 if( pvTemp != 0 )
  memset( pvTemp, chInit, stAllocateBlock );
 return pvTemp;
}
// For discrete objects of type Blanks, the global operator new function
// is hidden. Therefore, the following code allocates an object of type
// Blanks and initializes it to 0xa5
int main()
{
 Blanks *a5 = new(0xa5) Blanks;
 return a5 != 0;
}

用括号包含的提供给 new 的参数将作为 Blanks::operator new 参数传递给 chInit。但是，全局 operator new 函数将被隐藏，从而导致以下代码生成错误：

Blanks *SomeBlanks = new Blanks;

在 Visual C++ 5.0 和早期版本中，使用 new 运算符分配的非类类型和所有数组（无论其类型是否为 class）始终使用全局 operator new函数。
从 Visual C++ 5.0 开始，编译器支持类声明中的成员数组 new 和 delete 运算符。例如:

// spec1_the_operator_new_function2.cpp
class MyClass
{
public:
 void * operator new[] (size_t)
 {
  return 0;
 }
 void operator delete[] (void*)
 {
 }
};

int main() 
{
 MyClass *pMyClass = new MyClass[5];
 delete [] pMyClass;
}

处理内存不足
对失败的内存分配进行测试可以通过如下编码实现：

// insufficient_memory_conditions.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
using namespace std;
#define BIG_NUMBER 100000000
int main() {
 int *pI = new int[BIG_NUMBER];
 if( pI == 0x0 ) {
  cout << "Insufficient memory" << endl;
  return -1;
 }
}

处理失败的内存分配要求的其他方法：编写自定义恢复例程来处理此类失败，然后通过调用 _set_new_handler 运行时函数来注册您的函数。
delete 运算符
可使用 delete 运算符释放使用 new 运算符动态分配的内存。delete 运算符调用 operator delete函数，该函数将内存释放回可用池。使用 delete 运算符也会导致调用类析构函数（如果有）。
存在全局和类范围的 operator delete函数。只能为给定类定义一个 operator delete函数；如果定义了该函数，它会隐藏全局 operator delete函数。始终为所有类型的数组调用全局 operator delete函数。
全局 operator delete函数（如果已声明）采用 void * 类型的单个参数，该参数包含指向要释放的对象的指针。返回类型是 void（operator delete 无法返回值）。类成员 operator delete 函数有两种形式：

void operator delete( void * );
void operator delete( void *, size_t );

给定类中只存在前面两个变量中的一个。第一个形式按照为全局 operator delete 描述的那样运行。第二个形式采用两个参数，第一个是指向要释放的内存块的指针，第二个是要释放的字节的数量。当基类中的 operator delete 函数用于删除派生类的对象时，第二个形式特别有用。
operator delete 函数是静态的；因此它不能是虚函数。 operator delete 函数服从访问控制，如成员访问控制中所述。
以下示例显示旨在记录内存的分配和释放的用户定义的 operator new 和 operator delete 函数：

// spec1_the_operator_delete_function1.cpp
// compile with: /EHsc
// arguments: 3
#include <iostream>
using namespace std;

int fLogMemory = 0;  // Perform logging (0=no; nonzero=yes)?
int cBlocksAllocated = 0; // Count of blocks allocated.

// User-defined operator new.
void *operator new( size_t stAllocateBlock ) {
 static int fInOpNew = 0; // Guard flag.

 if ( fLogMemory && !fInOpNew ) {
  fInOpNew = 1;
  clog << "Memory block " << ++cBlocksAllocated
   << " allocated for " << stAllocateBlock
   << " bytes\n";
  fInOpNew = 0;
 }
 return malloc( stAllocateBlock );
}

// User-defined operator delete.
void operator delete( void *pvMem ) {
 static int fInOpDelete = 0; // Guard flag.
 if ( fLogMemory && !fInOpDelete ) {
  fInOpDelete = 1;
  clog << "Memory block " << cBlocksAllocated--
   << " deallocated\n";
  fInOpDelete = 0;
 }

 free( pvMem );
}

int main( int argc, char *argv[] ) {
 fLogMemory = 1; // Turn logging on
 if( argc > 1 )
  for( int i = 0; i < atoi( argv[1] ); ++i ) {
   char *pMem = new char[10];
   delete[] pMem;
  }
 fLogMemory = 0; // Turn logging off.
 return cBlocksAllocated;
}

前面的代码可用于检测“内存溢出”，即在自由储存中分配但从未释放过的内存。若要执行此检测，则应重新定义全局 new 和 delete 运算符以计算内存的分配和释放。
从 Visual C++ 5.0 开始，编译器支持类声明中的成员数组 new 和 delete 运算符。例如:

// spec1_the_operator_delete_function2.cpp
// compile with: /c
class X {
public:
 void * operator new[] (size_t) {
  return 0;
 }
 void operator delete[] (void*) {}
};

void f() {
 X *pX = new X[5];
 delete [] pX;
}

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