你真的了解new操作符吗

如果你能回答出以下几个问题，请跳过本博客，以免浪费你的时间

1：new操作符能重载吗？

2：new操作符可以在一个指定内存处开僻空间不？

3：new操作符的底层实现究竟是什么样的？

对于第一个问题不作过多解释，new是一个操作符，而且是一个可以重载的操作符，C++中不能重载的操作符最为典型的有四种(.、::、.*、?:)

对于2、3两个问题以实现源码作为剖析

一个简单的例子

 

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int *tmp=new int(2);
	cout<<*tmp<<endl;
	char buf[20];
	int *bfT=new (buf)int(5);
	cout<<*bfT<<endl;
	return 0;
}

 

注解：int *tmp=new int(2)表示的是开设一个int空间，同时tmp指向它，*bfT=new (buf)int(5)表示的是在当前存储空间buf中取出4Bytes作为一个整形变量，并将其地址赋给bfT,因此此条语句执行后，实际上在内存中并未分配空间,内存池就是基于此实现的:)

跟踪代码，进入其汇编语言实现，可以发现如下调用：

5:        int *tmp=new int(2);
00401578   push        4
0040157A   call        operator new (004205e0)

从这里我们可以发现了new操作符实际上调用的是底层的operator new,前面的operator这个关键字，也说明了new操作符是可以重载的。如果有兴趣，可以继续对其进行跟踪后，可以发现operator new又调用了更底层的C语言函数malloc. 

在C++的安装目录中，可以找到new或者new.h文件，打开它，可以找到真正需要的operator new函数，其部份源码：

 

		// new AND delete DECLARATIONS
void __cdecl operator delete(void *) _THROW0();
void *__cdecl operator new(size_t) _THROW1(std::bad_alloc);//方式一
void *__cdecl operator new(size_t, const std::nothrow_t&)_THROW0();//方式一

#ifndef __PLACEMENT_NEW_INLINE
#define __PLACEMENT_NEW_INLINE
inline void *__cdecl operator new(size_t, void *_P)//方式二
	{return (_P); }
#if     _MSC_VER >= 1200
inline void __cdecl operator delete(void *, void *)
	{return; }
#endif
#endif

从上面的源码中，可以看出operator new实际上有两种形式，一种是直接从内存空间中分配内存的方式一( int *tmp=new int(2)),另一种是方式二，placement new(*bfT=new (buf)int(5)),方式一中的_THROW1与_THROW0是两上宏定义

 

nothrow是一个空结构体，如下定义：

 

struct nothrow_t {};

从源码中可以发现的是 placement new 只返回内存地址，而忽略了 size_t 参数，其结果是允许用户把一个对像放到一个特定的地方，达到调用构造函数的目的。

 

至于为什么可以对申请的空间赋一初值，可以跳入汇编，发现如下结果

 

00401578   push        4
0040157A   call        operator new (004205e0)
0040157F   add         esp,4
00401582   mov         dword ptr [ebp-20h],eax
00401585   cmp         dword ptr [ebp-20h],0
00401589   je          main+3Ch (0040159c)
0040158B   mov         eax,dword ptr [ebp-20h]
0040158E   mov         dword ptr [eax],2
00401594   mov         ecx,dword ptr [ebp-20h]

即申请完空间后，编译器自动生成代码将初始值放入刚申请的空间中

 

最后以一个例子结束，注释已经写的很清楚了，就不作解释

#include<iostream>
#include<new>
using namespace std;
//重载new操作符，注意区分new.h中定义的两个operator new
void * operator new(size_t size,int data);
int main()
{
	//调用重载的operator new 
	int *p=(int *)operator new(sizeof(int),10);
	*p=2;
	cout<<*p<<endl;
	//调用重载的operator new,并且传入第二个参数为10,第一参数不需要传入
	int *tmp=new(10) int(5);
	cout<<*tmp<<endl;
	//声明一个空结构体，表示不抛出异常
	nothrow_t exp;
	//调用new或者new.h中定义的void *__cdecl operator new(size_t, const std::nothrow_t&)	_THROW0();
	int *tmpS=new (exp)int(20);
	cout<<*tmpS<<endl;
	return 0;
}
//重载的new函数
void * operator new(size_t size,int data)
{
	cout<<data<<endl;
	return operator new(sizeof(int));
}