【genius_platform软件平台开发】第二十九讲：new关键字、new运算符、placemen new详解

// C++new运算符.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include 
using namespace std;

#define operator_new_delete 0
#define placement_new 1

/* 技术要点
* ★★★ new运算符和operator new之间的区别
* 1. new: 指我们在C++里通常用到的关键字。比如 A *a=new A，为了实现这一目的，应用程序需要重载new运算符和delete运算符以控制内存分配的过程。
*         对于new来说，有new和::new之分，前者位于std命名空间中;
* 2. operator new: 是一个标准库函数，并不是运算符。对于operator new 来说，分为全局重载和类重载。
*         事实上系统默认的全局重载也只是调用malloc分配内存，并且返回一个void* 指针;
*
* ★★★ new运算符和operator new之间的联系
* 1. MyClass* p1 = new MyClass; 这行代码实际执行三步操作：
*   1.1 new表达式调用一个名为operator new（或者operator new[]）的标准库函数。该函数分配一块足够大的、原始的、未命名的内存空间以便存储A类型的对象（或者对象数组）;
*   1.2 编译器运行相应地构造函数以构造这些对象，并为其传入初始值;
*   1.3 对象被分配了空间并构造完成，返回一个指向该对象的指针;
*   如果类MyClass重载了operator new，那么将调用MyClass::operator new(size_t size)，如果没有重载，就调用全局函数::operator new(size_t size)，全局new操作符由c++默认提供
*
* 2. operator new接口和operator delete接口
* 2.1 标准库定义了以下8个版本。其中前4个版本可能抛出bad_alloc异常，后4个版本不会抛出异常；
*     这些版本可能抛出异常
*
*     第一种分配size个字节的存储空间，并将对象类型进行内存对齐。如果成功，返回一个非空的指针指向首地址。失败抛出bad_alloc异常
*     void* operator new (size_t);
*     void* operator new[] (size_t);
*     void* operator delete (void*) noexcept;
*     void* operator delete[] (void*) noexcept;
*
*     第二种在分配失败时不抛出异常，它返回一个NULL指针
*     void* operator new (size_t, nothrow_t&)  noexcept;
*     void* operator new[] (size_t, nothrow_t&) noexcept;
*     void* operator delete (void*, nothrow_t&) noexcept;
*     void* operator delete[] (void*,nothrow_t&) noexcept;
*
*     第三种是placement new版本，它本质上是对operator new的重载，定义于#include 中。它不分配内存，调用合适的构造函数在ptr所指的地方构造一个对象，之后返回实参指针ptr
*     void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();
*
*     第一、第二个版本可以被用户重载，定义自己的版本，第三种placement new(定位new)不可重载
*     MyClass* pMc = new MyClass;                       //调用第一种
*     MyClass* pMc = new(std::nothrow) MyClass;         //调用第二种
*     new (ptr)MyClass();                               //调用第三种
*     new (ptr)MyClass()调用placement new之后，还会在ptr上调用MyClass::MyClass()，这里的ptr可以是堆中动态分配的内存，也可以是栈中缓冲
*     对于operator new函数：要实现不同的内存分配行为，应该重载operator new，而不是new
* 2.2 如果我们想要继续使用默认的operator new，就应该写成::new ，字面意思是调用最外层命名空间中的operator new。
*     值得一提的是，全局operator new也是可以被重载的。通过这种方式，我们可以改变所有new的部分行为
*
* ★★★ new和delete是否需要一定成对使用???
* 1. 基础类型：
*       可以不用成对
* 2. 自定义类型：
*       需要成对
*
* ★★★ placemen new定位new表达式
* 1. 功能：
*       定位new允许我们在一个特定的、预先分配的内存地址上构造对象，实参不局限于动态内存
* 2. 形式：
*       new  ( place_address )  type
*       new  ( place_address )  type (initializers)
*       new  ( place_address )  type [size]
*       new  ( place_address )  type [size]  { braced initializer list }
*       其中place_address必须是一个指针，同时在initializers中提供了一个（可能为空的）以逗号分隔的初始值列表，该初始值列表将用于构造新分配的对象
*3. 当仅通过一个地址值调用时，定位new使用operator new(size_t)分配的内存。这是一个我们无法重载的operator new版本。该函数不分配任何内存，它只是简单地返回指针实参；
*   然后由new表达式负责在指定的地址初始化对象以完成整个工作
*   eg.
*     MyClass* ptr = MyClass char[10];              //allocate memory
*     MyClass* pMc = new(ptr)MyClass;               //construct in allocated storage ("place")
*     pMc->~T();                                    //destruct
*     delete[] ptr;                                 //deallocate memory
*
* ★★★ operator newdelete重载形式
* 1. 成员函数
*   1.1 void* className::operator new( size_t size );
*   1.2 void className::operator delete( void *ptr);
*   1.3 void* className::operator new[](size_t size);
*   1.4 void className::operator delete[](void* ptr);
*
* 2. 全局函数
*   1.1 void* operator new( size_t size );
*   2.2 void operator delete( void *ptr);
*   2.3 void* operator new[](size_t size);
*   2.4 void operator delete[](void* ptr);
*
* 3. 构造析构顺序
*   3.1 new对象
*       operator new ---> constructor
*   3.2 delete对象
*       destructor ---> operator delete
*
* 在重载 new 或 new[] 时，无论是作为成员函数还是作为全局函数，它的第一个参数必须是 size_t 类型。
* size_t 表示的是要分配空间的大小，对于 new[] 的重载函数而言，size_t 则表示所需要分配的所有空间的总和
* size_t 在头文件  中被定义为typedef unsigned int size_t;，也就是无符号整型
* 当然，重载函数也可以有其他参数，但都必须有默认值，并且第一个参数的类型必须是 size_t
* 如果类中没有定义 new 和 delete 的重载函数，那么会自动调用内建的 new 和 delete 运算符
*/

// 基类
class MyClass
{
public:
    MyClass() { m_nSize = 2; cout show();
    
    // 堆空间
    char* pBuff = new char[10 * sizeof(MyClass)];
    cout show();
    p4->~MyClass();
    delete[]pBuff;
#endif

    system("pause");

  return 0;
}