Перегрузка операторов new и delete. Павел Синай

Материал из SEWiki
Перейти к: навигация, поиск

Для чего это нужно

  • Организация кэширования памяти.
  • Организация сборщика мусора.
  • Поиск утечек памяти.

Перегрузка операторов new и delete в классах

Как это делается: 

struct A
{
   int a;

   void * operator new(size_t size)
   {
      return malloc(size);
   }

   void operator delete(void *p)
   {
      free(p);
   }
};

Эти операторы являются static.

В оператор new передается параметр size, указывающий сколько памяти нужно выделить. Это сделано для возможности наследования от нашего класса - наследникам скорее всего понадобится больше памяти, и мы должны ее выделить. Возвращаемое значение оператора new void*, а не A*, так как на момент его работы объект еще не существует. Конструктор будет вызван только после успешной отработки оператора new.

Перегрузка операторов для создания и удаления массива объектов производится отдельно: 

void * operator new[](size_t size)
{
   return malloc(size);
}

void operator delete[](void *p)
{
   free(p);
}

В оператор new передается размер блока памяти, предназначенного для хранения всех объектов в массиве. После выполнения оператора new[] производится последовательный вызов конструкторов для объектов из массива. Перед выполнением оператора delete[] производится последовательный вызов деструкторов для всех объектов.

Возможные проблемы

struct B : A
{
   int b;
};

B *pb = new B[10]; A *pa = pb; //ошибки не будет

delete [] pa; //ошибка - пытаемся вызвать 10 раз деструктор для объекта класса A, но там объект класса B. pa++; //ошибка - указатель сдвинется на размер класса A, но поскольку в массиве лежат объекты класса B другого размера pa будет указывать не на следующий объект, а непонятно куда.

Перегрузка глобальных операторов new и delete

Если перегрузить операторы вне класса, то будет произведена перегрузка всех соответствующих операторов, находящихся как внутри классов так и глобальных. 

void * operator new(size_t size)
{
   return malloc(size);
}

void operator delete(void *p)
{
   free(p);
}

Для перегрузки глобальных операторов также нужно перегружать отдельно операторы new и new[], delete и delete[].

Дополнительные параметры оператора new

Обычно, при ошибке во время выполнения оператора new кидается исключение. Можно сделать так, чтобы исключение не кидалось, а вместо этого оператор возвращал NULL: 

int *pi = new(std::no_throw) int;

Для оператора delete такой возможности не предусмотрено, так как он в любом случае не кидает исключений.

Кроме того, можно создавать объект на уже выделенной памяти: 

int *A = new(pi)A();

Эту операцию нужно производить осторожно - размера выделенной заранее памяти должно хватить для размещения объекта A. В данном примере класс A содержит единственное поле int a, так что места для него будет достаточно.

Возможные применения:

  • Работа при сильно ограниченной памяти.
  • Необходимость создать объект по строго определенному адресу в памяти (например при работе со встраиваемой системой, если нужно создать объект для управления неким аппаратным ресурсом, расположенном по известному адресу).
  • Реализация паттерна "Феникс".
Источник — «http://mit.spbau.ru/sewiki/index.php?title=Перегрузка_операторов_new_и_delete._Павел_Синай&oldid=328»