C++中的new与delete总结

1. operator new、operator delete与new、delete操作符的区别：

• operator new的作用类似于malloc，负责分配内存；operator delete的作用类似于free，负责释放内存
• new操作符包括两个步骤；调用适当的operator new版本分配内存；在分配的内存上调用构造函数
• delete操作符包括两个步骤：在内存上调用析构函数；调用适当的operator delete版本释放内存
• operator new和operator delete函数可以重载、重写(名字遮掩)，而new/delete操作符不可

2. 标准库提供的operator new/delete(C++11)

标准库提供的global operator new，在全局名字空间中定义：

    void* operator new (std::size_t size); //抛出异常的版本
    void* operator new (std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow_value) noexcept; //不抛出异常的版本，内存不足则返回nullptr
    void* operator new (std::size_t size, void* ptr) noexcept; //placement new，仅仅返回ptr值，未作内存分配

对应的global operator delete:

    void operator delete (void* ptr) noexcept;
    void operator delete (void* ptr, const std::nothrow_t& nothrow_constant) noexcept;
    void operator delete (void* ptr, void* voidptr2) noexcept;//本函数未做任何事情

3. operator new与operator delete：层次关系、版本、对应关系与new handler

• 层次关系：C++标准中仅建议在两种“作用域”中定义operator new/delete，即在类中作为类的static成员或在global作用域中。在使用Class1 *pc = new Class1;的形式创建动态对象时，new操作符首先在当前类(Class1)中查找operator new的相应版本，若未找到，则会到基类中递归查找，若还未找到，则会到global作用域中查找。查找过程中使用“名字遮掩规则”
• 版本：

1. 标准版：标准版的operator new只有一个size_t类型的参数；标准版的operator delete只有 void*类型参数；另外，operator delete还有一个特别成员版：有void *类型参数和size_t类型参数(只可在class中定义)。若类中同时定义了这两种operator delete，则优先使用前者。
2. 非标准版：Effective C++中称之为placement版，并指出其多义性，而C++标准中将placement语义留给了上述提到标准库的第三个函数。非标准版的operator new可以有除了第一个size_t参数以外的其他参数，原型形式为：void* operator new(std::size_t size, type1 arg1, type2 arg2...); 通过new操作符间接调用的形式为: new(arg1, arg2, ...)ClassX; 非标准版的operator delete除了有第一个void*类型的参数还有额外的参数，其原型形式为：void* operator delete(void *ptr, type1 arg1, type2 arg2 ...); 非标准版的operator delete会在相应的operator new调用后对象的构造函数发生异常时由编译器调用。
3. 注：关于operator delete的“特别成员版”。若类中同时有标准形式的operator delete作为成员，则delete操作符优先使用标准形式的operator delete，即时在异常抛出(下文会解释这是什么异常情况)时也是如此。另外，非标准版的operator new并没有与之参数对应的“特别成员版”

不同形式的operator new与operator delete:

    void* operator new (std::size_t size); //全局标准版operator new
    void operator delete(void* ptr);//全局标准版operator delete
    class A{
    public:
        static void operator new(size_t size);//类专属标准版operator new
        static void operator delete(void* ptr, size_t size) noexcept;//类特别成员版operator delete
        static void operator delete(void* ptr) noexcept;//类专属operator delete
    };

• 对应关系：

1. 标准版：void* operator new(std::size_t size)可与两种operator delete对应，即void operator delete(void* ptr)或void operator delete(void*ptr, size_t)。且无论在正常情况下，还是异常情况下，C++优先使用第一种operator delete
2. 非标准版：void* operator new(std::size_t size, ...)与void operator delete(void* ptr, ...)对应。未发生异常时，C++编译器调用operator new(标准版或非标准版依据new操作符是否传递额外参数而定)分配内存，调用标准版的operator delete(无论该内存是否通过标准版的operator new)释放内存。异常发生时(operator new成功调用，但调用对象构造函数时发生异常)，编译器会调用与operator new参数对应的operator delete版本，若未找到，则不会调用其他形式的operator delete

• operator new与new handler。编写自定义的operator new，在发生异常或内存不足时，应正确调用已设置的new handler

4. 自定义operator new与operator delete

• 可以重新定义标准库提供的非placement版本的operator new和operator delete
• 建议在global和class作用域中重写或重载自定义的operator new和operator delete

5. operator new/delete与类层次

• 类的operator new成员通常仅负责当前类的内存分配，并不负责子类的内存非配
• 类的析构函数应该是virtual的，否则Base *pb = new Derived; delete pb;将不能传递正确的size_t参数给子类的operator delete成员

6. operator new/delete与operator new[]/delete[]

• 以上规则均适用于operator new[], operator delete[]，仅仅是函数名字不同

参考：

http://www.cplusplus.com/reference/new/operator%20new/

operator new在C++中的各种写法 
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c6889fe0100tqe8.html

c++重载operator new和operator delete 
http://blog.csdn.net/bichenggui/article/details/4553728

C++中的new和delete 
http://www.cnblogs.com/fly1988happy/archive/2012/04/26/2471099.html

033_深入C++的new 
http://www.cnblogs.com/alephsoul-alephsoul/archive/2012/10/17/2728019.html