Item 50: Understand when it makes sense to replace new and delete.

我們在Item 49中介紹瞭如何自定義new的錯誤處理函式，以及如何為你的類過載operator new。 現在我們回到更基礎的問題，為什麼我們需要自定義operator new或operator delete？

• 檢測使用錯誤。new得到的記憶體如果沒有delete會導致記憶體洩露，而多次delete又會引發未定義行為。如果自定義operator new來儲存動態記憶體的地址列表，在delete中判斷記憶體是否完整，便可以識別使用錯誤，避免程式崩潰的同時還可以記錄這些錯誤使用的日誌。
• 提高效率。全域性的new和delete被設計為通用目的（general purpose）的使用方式，通過提供自定義的new，我們可以手動維護更適合應用場景的儲存策略。
• 收集使用資訊。在繼續自定義new之前，你可能需要先自定義一個new來收集地址分配資訊，比如動態記憶體塊大小是怎樣分佈的？分配和回收是先進先出FIFO還是後進先出LIFO？
• 實現非常規的行為。比如考慮到安全，operator new把新申請的記憶體全部初始化為0.
• 其他原因，比如抵消平臺相關的位元組對齊，將相關的物件放在一起等等。

自定義一個operator new很容易的，比如實現一個支援越界檢查的new：

static
 
 const int signature = 0xDEADBEEF;    // 邊界符
typedef unsigned char Byte; 

void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc) {
    // 多申請一些記憶體來存放佔位符 
    size_t realSize = size + 2 * sizeof(int); 

    // 申請記憶體
    void *pMem = malloc(realSize);
    if (!pMem) throw bad_alloc(); 

    // 寫入邊界符
    *(reinterpret_cast
 
<int*>(static_cast<Byte*>(pMem)+realSize-sizeof(int))) 
        = *(static_cast<int*>(pMem)) = signature;

    // 返回真正的記憶體區域
    return static_cast<Byte*>(pMem) + sizeof(int);
}

其實上述程式碼是有一些瑕疵的：

• Item 49提到operator new應當不斷地呼叫new handler，上述程式碼中沒有遵循這個慣例；
• 有些體系結構下，不同的型別被要求放在對應的記憶體位置。比如double的起始地址應當是8的整數倍，int的起始地址應當是4的整數倍。上述程式碼可能會引起執行時硬體錯誤。
• 起始地址對齊。C++要求動態記憶體的起始地址對所有型別都是位元組對齊的，new和malloc都遵循這一點，然而我們返回的地址偏移了一個int。

到此為止你已經看到了，實現一個operator new很容易，但實現一個好的operator new卻很難。其實我們還有別的選擇：比如去讀編譯器文件、記憶體管理的商業工具、開源記憶體管理工具等。