c++ 中的重載全局new，delete

    最近作一個小項目，對c++又有不少新的理解。實在不的不讓人發出感嘆，c++太強大了，絕對不是一朝一夕就能夠領悟她的內涵的。

       首先咱們要清楚，爲何咱們要重載new，和delete了？這還不是指針形成的，確實指針是一件讓人喜歡的東西，用起來如此讓人喜歡，讓人順手。然而小程序咱們徹底能夠避免內存泄露問題，大程序就不那麼容易了，然而咱們有一種特別好的方法能夠跟蹤咱們new，和delete動做，找到未被釋放的內存。辦法是什麼呢？微軟給咱們提供了一種很好的方法，那就是重載new，和delete。

       在實現以前咱們要清楚new，和delete的工做機理，這是個多麼好的學習機會啊！

       對與new操做符，其實和sizeof同樣，都是c++內置的，然而像strlen就不是了，strlen屬於函數。對於new的功能咱們是沒有辦法改變的，當咱們new一個對象時，new爲咱們作了兩件事情，1、申請一塊足夠的內存空間供存放對象，對於new一個數組對象，編譯器會計算出總共的空間，而後執行相似c語言中malloc函數相似的功能。2、初始化對象，對於單個對象，包括包括基本對象和類對象，能夠經過括號初始化，好比int * pn = new int(3); A * pa = new A(3);   然而對於數組不能初始化，對於類對象，必須定義無參數的構造函數。對與new的基本功能咱們是沒法改變的。

       咱們所能改變的就是如何爲對象分配內存，咱們可一重載這個函數以實現分配內存。一般的重載方式是：

       void * operator new (size_t size);

       然而這已經足夠了，在通常的operator new 重載函數裏，咱們能夠再加入其它參數，但第一個參數必須是size_t類型，即爲無符號整形。正是有這種特性，爲咱們對內存申請和釋放的跟蹤提供了可能。


       具體實現就是第一個operator new 的重載函數，咱們第一的這個函數是這樣的：

1. void * operator new(unsigned int size, const char *file, int line)

2. {

3. cout << "new size:" << size << endl;

4. cout << file << " " << line << endl;

5.  

6. void * p = malloc(size);

7.  

8. return p;

9. }

       而後用宏替換全部的new：

#define new new(__FILE__, __LINE__)

       這樣咱們每次調用new，好比int * pn = new int;被編譯器替換成了int * pn = new (__FILE__, __LINE__) int，從而調用咱們定義的operator new，這種辦法確實很妙。須要交代的是，對於數組一樣適用，而是在編譯的是後由編譯器計算出所須要的長度調用咱們定義的operator new函數。

       對於delete，咱們無需使用宏定義，只要重載operator delete就能夠了，然而咱們須要重載兩個delete：

1. void operator delete(void * p)

2. {

3. cout << "delete " << (int)p << endl;

4. free(p);

5. }

6.  

7. void operator delete [] (void * p)

8. {

9. cout << "delete [] " << (int)p << endl;

10. free(p);

11. }

       其實後面一個函數的內容和前面的內容同樣，但爲了支持數組的釋放，咱們必須是要定義的。那麼咱們只是簡單的free(p)編譯器咋知道咱們釋放的數組，仍是單個對象了，這個不用咱們操心了，咱們只要提供給free函數一個申請內存的首地址就能夠了。由於在用malloc申請的時候，咱們也把數組裝換爲內存大小了。

       由此咱們能夠得出下面的推斷：用int * pn = new int [100];的空間，用delete pn釋放和delete [] pn釋放效果同樣。然而那麼既然這兩種方式同樣，那還要delete [] 幹什麼，其實delete [] 有另外的做用就是類對象數組的釋放，編譯器把delete []解釋爲調用對象的析構函數，這個是經過循環實現的，最後釋放掉申請的內存。

       既然咱們已經跟蹤了new和delete，那麼就能夠比較容易的判斷申請的內存是否最後獲得釋放，要完成它，咱們還須要一個鏈表，或者其它，當咱們申請一塊內存的時候加入到鏈表中，釋放一塊空間的時候，從鏈表中刪除和釋放內存首地址相同的節點就能夠了，最後理想的狀況是鏈表爲空，若是不爲空，那就說明內存發生泄露（Memory leaks）了。

完整代碼：

1. #include "malloc.h"

2. #include "iostream.h"

3.  

4. #ifdef _DEBUG

5.  

6. void * operator new(unsigned int size, const char *file, int line)

7. {

8. cout << "new size:" << size << endl;

9. cout << file << " " << line << endl;

10.  

11. // 下面兩種方法能夠達到一樣的效果，但下面一種比較好

12. // 由於用下面一種能夠保持原有的申請方式同樣

13. //void * p = malloc(size);

14. void * p = operator new(size);

15.  

16. return p;

17. }

18.  

19. void operator delete(void * p)

20. {

21. cout << "delete " << (int)p << endl;

22. free(p);

23. }

24.  

25. void operator delete [] (void * p)

26. {

27. cout << "delete [] " << (int)p << endl;

28. free(p);

29. }

30.  

31. void operator delete(void * p, const char *file, int line)

32. {

33. cout << "delete file line" << endl;

34. free(p);

35. }

36.  

37. void operator delete [] (void * p, const char *file, int line)

38. {

39. cout << "delete [] file line" << endl;

40. free(p);

41. }

42.  

43. #define new new(__FILE__, __LINE__)

44. #endif

45.  

46. void main()

47. {

48. int * p = new int[5];

49. delete [] p;

50. // delete p;

51. }

原文：http://hi.baidu.com/123az/item/d5a4768c2afee3c498255f18

 

筆者：Visual studio中使用CRT庫來檢測內存泄漏的原理就是重載全局的new、delete。