深入C++的new
作者:网络转载 发布时间:[ 2014/11/11 11:34:30 ] 推荐标签:C++ new 指针
下面的代码是微软对new的实现:
1 void *__CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
2 { // try to allocate size bytes
3 void *p;
4 while ((p = malloc(size)) == 0)
5 if (_callnewh(size) == 0)
6 { // report no memory
7 static const std::bad_alloc nomem;
8 _RAISE(nomem);
9 }
10
11 return (p);
12 }
可以看到,它也是调用了malloc函数,但是还有一些其他的处理,这是new比malloc稍微复杂,安全的原因。
※:不同编译器的实现也是不同的,这里只是分析了微软对new的实现,至于g++及其他的实现,还未及分析。
2. New的分类
我们经常使用的new都是“new operator”和“new expression”,但事实上C++中提到的new,至少可能代表以下三种含义:new operator、operator new、placement new。
①.new operator: 我们平时使用的new,其行为如前所述的三步,事实上我们是不能更改它的行为的。
②.operator new: 从汇编码可以看出来,new operator的第一步是通过operator new完成的。这里的new相当于一个运算符号,是可以重载的。它默认调用分配内存的代码,尝试得到一块堆上的内存空间,成功返回;失败则调用new_handler。
■上面说到,operator new是可以重载的,下面让我们来重载operator new试试看(严格术语上来说,应该是覆盖),我们把类A这样定义:
1 class A {
2 int m_value;
3 public:
4 A(int value) :m_value(value * value){}
5
6 void Func(){
7 printf("m_value=%d
", m_value);
8 }
9
10 void* operator new(size_t size){
11 printf("operator new called
");
12 return ::operator new(size);
13 }
14 };
然后执行 “A *a = new A(1);” 时,可以看到在Console里输出了一句"operator new called",这说明operator new已经被我们重载了。这样我们可以在分配内存前做一些我们想做的事,比如检测环境等等。
※: "::operator new(size)" 这句话的作用是调用全局的operator new,因为分配内存的操作我们一般是不用重载的。
■上面提到了全局的operator new,一般不重载,那么全局的operator new能不能被重载呢?答案是,可以。下面让我们来重载全局的operator new来看看(严格术语上来说,应该是覆盖),在全局领域处插入如下代码:
1 void* operator new(size_t size)
2 {
3 printf("global new
");
4 return malloc(size);
5 }
再次执行代码 “A *a = new A(1);” 可以看到,字符串"global new"被输出了。说明全局的operator new已经被我们重载了。当然,实际应用场景并不需要我们做这么复杂的操作。
上面我们说到过“当malloc失败的时候,上面的代码不会调用分配内存失败处理程序new_handler”,你可能会想自己定义new_handler的处理代码,事实上它是可以重载的,下面我们来重载试试看(严格术语上来说,应该是覆盖):
1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3
4 class A {
5 int m_value;
6 static new_handler current_handler;
7 public:
8 static new_handler set_new_handler(new_handler p){
9 new_handler old_handler = current_handler; //保存传入的Handler,返回以前的Handler
10 current_handler = p;
11 return old_handler;
12 }
13
14 void* operator new(size_t size){
15 new_handler globe_handler = std::set_new_handler(current_handler); // 调用全局函数set_new_handler设置handler
16
17 void *memory = NULL;
18 try{
19 memory = ::operator new(size);
20 }catch(std::bad_alloc){
21 std::set_new_handler(globe_handler);
22 throw;
23 }
24 std::set_new_handler(globe_handler);
25
26 return memory;
27 }
28
29 A(int value) :m_value(value * value){}
30 };
31 new_handler A::current_handler = NULL;
32
33 void handlerFunc(){
34 cout<<"Bad Memory."<<endl;
35 }
36
37 int main()
38 {
39 A::set_new_handler(handlerFunc);
40 A *aPtr = new A(1);
41
42 delete aPtr;
43 system("pause");
44 return 0;
45 }
程序编译之后调试,可以看到我们的程序是可以捕获到着色代码行的异常的。这样可以定义我们自己的异常处理函数了,比如销毁之前申请的资源等等。
③. placement new: 它的功能相当于我们平常使用的new的本质代码的第二步——调用构造函数。下面看看它的使用方法。
1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3
4 class A {
5 int m_value;
6 public:
7 void* operator new(size_t size){
8 cout<<"operator new."<<endl;
9 void* memory = NULL;
10 memory = malloc(size);
11 return memory;
12 }
13 A(int value) :m_value(value * value){}
14 };
15
16 int main()
17 {
18 A *aPtr = new A(1);
19 ::new(aPtr) A(1);
20
21 delete aPtr;
22 system("pause");
23 return 0;
24 }
上面着色代码的第二行是placement new的使用方法,在该行断点后,按F11,可以看到它调用的代码,如下:
1 inline void *__CRTDECL operator new(size_t, void *_Where) _THROW0()
2 { // construct array with placement at _Where
3 return (_Where);
4 }
可以看到它与operator new的实现之间的区别,placement new有两个参数,一个传入大小,一个传入地址。而operator new的实现只有一个参数,即需要分配内存的大小。
3. 总结
①. C++的new有三重含义:new operator、operator new、placement new。
②. new operator是我们经常使用的new,它的内部相当于实现了三步操作:分配内存、调用构造函数、返回地址指针。
③. operator new可以看做运算符,可以重载,重载它可以做内存分配前后的一些工作。
④. placement new是调用构造函数,它的书写方式比较特别:“::new(aPtr) A(1)”
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