C++的三種new簡介及過載區域性（類內部）與全域性operator new
先簡單解釋下C++的三種new，由於它們的名字實在是。。我就說的通俗點。1、new運算子（new operator）大哥，我們在程式碼中直接使用的就是它。它做2件事：呼叫後兩種new申請記憶體和初始化物件。2、operator new，是一個函式，所以也是三種new唯一一個可以過載的。它類似C語言中的malloc，用於分配記憶體。3、placement new，用於初始化物件（如果有的話，就是它呼叫建構函式）。它還有其他的一些用法，下面具體介紹的時候再說。
1）過載全域性operator
先看程式碼：
void * operator new(size_t size)
{
cout << "記憶體分配";
return malloc(size);
}
int main()
{
int * p = new int();
cin.get();
return 0;
}
輸出：記憶體分配
這樣貌似是過載了operator new，可能你還在懷疑就這麼幾行程式碼，僅僅只是返回一片記憶體塊，用它替換原先的operator new是否能正確完成一個物件的構造。答案是可以。你可以嘗試new一個物件試試，不會有任何問題。要記住，三種new 各自分工，它唯一需要做的只是分配記憶體，只要記憶體分配對了，一切OK。
2）過載區域性（類內部）operator new
還是先看程式碼：
class A
{
public :
A()
{
cout << "物件構造\n";
}
void * operator new(size_t size)
{
cout << "記憶體分配\n";
return malloc(size);
}
};
int main()
{
A *p = new A();
cin.get();
return 0;
}
先後輸出：記憶體分配，物件構造。
1、這是類內部的過載，就像過載運算子一樣，僅對於這個類有效。所以如果你像這樣int *p = new int();不會輸出"記憶體分配"。此時new 會去呼叫全域性的operator new。
2、第一點說過，這個operator new僅在類內部有效，所以它和new運算子所呼叫的全域性operator new是2個不同的函式。所以如果你把上面程式碼中的 return malloc(size); 改成 return ::operator new(size); 可以達到同樣的效果。因為同樣只是完成記憶體的分配，這裡把malloc換成全域性的operator new成為純C++的語法，或許更嚴謹一些吧。
3、可能有人會想，既然可以把malloc換成全域性的operator new，能不能直接把return malloc(size); 改成 return ::new A(); 這個就有意思了，既然類過載的operator new只有可以看作是劫持全域性operator new的功能，何不直接分配記憶體也不讓它管了，劫持之後剩下的工作讓全域性new和全域性operator new去完成。
所以呼叫順序是這樣的：new運算子 -> 過載operator new -> new運算子 -> 全域性operator new -> 第二個new運算子呼叫的placement new -> 第一個new運算子呼叫的int i
看起來有些複雜，輸出結果是這樣的，記憶體分配，物件構造，物件構造。
沒錯，雖然在類過載的operator new裡輸出了分配記憶體，但實際上只有全域性operator new真正去做分配記憶體。然後2次呼叫的運算子new呼叫了2次的placement new。但是這樣做目前為止到沒發現什麼問題，但實際上物件構造了2次，實在是沒有什麼實際意義，而且在某些情況下可能會引起嚴重的錯誤。比如在建構函式裡做一些其它的記憶體分配工作。
4、可能又有人想了，能不能把過載全域性operator new中的return malloc(size); 改成 return ::operator new(size); 這是不行的，因為此時全域性的operator new就是你過載了的operator new了，這樣改寫執行程式，你將會看到無數的 "記憶體分配"瘋狂的輸出，沒錯，它遞迴呼叫自身了。這就跟把過載類operator new中的return malloc(size); 改成 return operator new(size);一樣，你是在讓它呼叫自己。
再簡單介紹一下placement new，前面說過，它是在operator new分配的記憶體上初始化這片區域，呼叫建構函式。我們也可以直接來使用它，你手上有一塊記憶體p。int *p2 = new (p) int(100); 這樣你就用placement new把一塊記憶體初始化為int，並給它個初值100。其實這裡，p所指向的記憶體可以是堆也可以是棧。如果是棧記憶體被這樣new，不需要delete，且可以反覆的new。這有什麼用， 你可以把動態分配記憶體的請求限制在一塊區域內，這就有點像作業系統給引用程式分配記憶體，這一塊給你隨便用， 妨礙不到其他的記憶體。算是一種安全策略吧。
最後再說一下：
operator new 會多申請sizeof(int)大小的記憶體用來儲存這段空間的大小。
placement new 如果在申請一個數據的時候也要多申請sizeof(int)大小的空間用來儲存陣列的大小。eg，
void *ptr = operatro new(sizeof(int)*100);
int *iPtr = new(ptr)int[100];//如果這樣，那麼這裡將會出錯的，因為你實際上系統是申請了100+sizeof(int)的空間！然而ptr上面只有100*szieof(int)的大小，所以申請空間失敗。
上述二者都是new運算子在呼叫operator new 時傳引數size自動為我們加上的，我們在過載operator new以及使用new時不需要擔心這個問題。
另外，本文中沒有提到delete，delete[]以及new []過載，new []的過載就不贅述了。至於delete，三種new其實也對應著不同的三種delete：new運算子對應delete，operator new和placement new處理的記憶體都可以使用operator delete來釋放，但是釋放之前則需要我們手動呼叫解構函式。因為呼叫解構函式是delete運算子幫我們呼叫的，不直接使用delete的話則需要手動呼叫解構函式。
其實過載operator new的目的並不是我們需要多麼高階的記憶體分配或物件構造技術，而是有時我們需要跟蹤記憶體的分配，給它劫持一下，做個程式計數什麼的，你甚至可以用過載，做一個記憶體管理器，Java或.NET的垃圾回收器那種聽起來很高大上的東西，尤其是在記憶體管理這一塊，在面試的時候跟HR吹一把能給你加不少分。
很久以前學的知識（趁我忘了之前趕緊寫進部落格），如果有什麼地方不對，歡迎各位牛人批評指教，想要深入研究的朋友可以去讀一下more effective C++，裡面講的很詳細。
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作者：Koma丶
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/qq_29227939/article/details/51638241
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new運算子過載
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首先我們要清楚，為什麼我們要過載new，和delete了？這還不是指標造成的，確實指標是一件讓人喜歡的東西，用起來如此讓人喜歡，讓人順手。然而小程式我們完全可以避免記憶體洩露問題，大程式就不那麼容易了，然而我們有一種特別好的方法可以跟蹤我們new，和delete動作，找到未被釋放的記憶體。辦法是什麼呢？微軟給我們提供了一種很好的方法，那就是過載new，和delete。
在實現之前我們要清楚new，和delete的工作機理，這是個多麼好的學習機會啊！
對與new操作符，其實和sizeof一樣，都是c++內建的，然而像strlen就不是了，strlen屬於函式。對於new的功能我們是沒有辦法改變的，當我們new一個物件時，new為我們做了兩件事情，一、申請一塊足夠的記憶體空間供存放物件，對於new一個數組物件，編譯器會計算出總共的空間，然後執行類似c語言中malloc函式類似的功能。二、初始化物件，對於單個物件，包括包括基本物件和類物件，可以通過括號初始化，比如int * pn = new int(3); A * pa = new A(3); 然而對於陣列不能初始化，對於類物件，必須定義無引數的建構函式。對與new的基本功能我們是無法改變的。
我們所能改變的就是如何為物件分配記憶體，我們可一過載這個函式以實現分配記憶體。通常的過載方式是：
void * operator new (size_t size);
然而這已經足夠了，在一般的operator new 過載函式裡，我們可以再加入其它引數，但第一個引數必須是size_t型別，即為無符號整形。正是有這種特性，為我們對記憶體申請和釋放的跟蹤提供了可能。
具體實現就是第一個operator new 的過載函式，我們第一的這個函式是這樣的：
void * operator new(unsigned int size, const char *file, int line)
{
cout << "new size:" << size << endl;
cout << file << " " << line << endl;
void * p = malloc(size);
return p;
}
然後用巨集替換所有的new：
#define new new(__FILE__, __LINE__)
這樣我們每次呼叫new，比如int * pn = new int;被編譯器替換成了int * pn = new (__FILE__, __LINE__) int，從而呼叫我們定義的operator new，這種辦法確實很妙。需要交代的是，對於陣列同樣適用，而是在編譯的是後由編譯器計算出所需要的長度呼叫我們定義的operator new函式。
對於delete，我們無需使用巨集定義，只要過載operator delete就可以了，然而我們需要過載兩個delete：
void operator delete(void * p)
{
cout << "delete " << (int)p << endl;
free(p);
}
void operator delete [] (void * p)
{
cout << "delete [] " << (int)p << endl;
free(p);
}
其實後面一個函式的內容和前面的內容一樣，但為了支援陣列的釋放，我們必須是要定義的。那麼我們只是簡單的free(p)編譯器咋知道我們釋放的陣列，還是單個物件了，這個不用我們操心了，我們只要提供給free函式一個申請記憶體的首地址就可以了。因為在用malloc申請的時候，我們也把陣列裝換為記憶體大小了。
由此我們可以得出下面的推斷：用int * pn = new int [100];的空間，用delete pn釋放和delete [] pn釋放效果一樣。然而那麼既然這兩種方式一樣，那還要delete [] 幹什麼，其實delete [] 有另外的作用就是類物件陣列的釋放，編譯器把delete []解釋為呼叫物件的解構函式，這個是通過迴圈實現的，最後釋放掉申請的記憶體。
既然我們已經跟蹤了new和delete，那麼就可以比較容易的判斷申請的記憶體是否最後得到釋放，要完成它，我們還需要一個連結串列，或者其它，當我們申請一塊記憶體的時候加入到連結串列中，釋放一塊空間的時候，從連結串列中刪除和釋放記憶體首地址相同的節點就可以了，最後理想的情況是連結串列為空，如果不為空，那就說明記憶體發生洩露（Memory leaks）了。
完整程式碼：
#include "malloc.h"
#include "iostream.h"
#ifdef _DEBUG
void * operator new(unsigned int size, const char *file, int line)
{
cout << "new size:" << size << endl;
cout << file << " " << line << endl;
// 下面兩種方法可以達到同樣的效果，但下面一種比較好
// 因為用下面一種可以保持原有的申請方式一樣
//void * p = malloc(size);
void * p = operator new(size);
return p;
}
void operator delete(void * p)
{
cout << "delete " << (int)p << endl;
free(p);
}
void operator delete [] (void * p)
{
cout << "delete [] " << (int)p << endl;
free(p);
}
void operator delete(void * p, const char *file, int line)
{
cout << "delete file line" << endl;
free(p);
}
void operator delete [] (void * p, const char *file, int line)
{
cout << "delete [] file line" << endl;
free(p);
}
#define new new(__FILE__, __LINE__)
#endif
void main()
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作者：ghevinn
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/ghevinn/article/details/18359519
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