深度探索c++对象模型之new和delete运算符介绍

      在c++中，无论是new还是delete，它们都被当成是运算符的，new运算符对应的是C语言中的malloc函数【在new的重载运算符函数里面调用malloc】，而delete自然对应的是C语言中的free函数了。当我们写下一句【int *p = new(7);】时，在编译转化后，最简单的版本也是这种：

//编译过后
int *p = _new( sizeof(int) ); //第一步
*p = 7; //第二步

但更多的为了安全起见，第二步的初始化操作应该在第一步内存配置成功之后再进行：

// 更先进的版本
int *p;
if( p = _new(sizeof(int)) )
  *p = 7;

delete的情况和new类似，但delete比new更需要安全，比如一个空的NULL指针，最好不要对它有任何动作，所以一般的编译器都会为【delete p;】套上一层保护膜：

if( p != 0 )
  _delete(p);

在这里需要特别注意是，【delete p;】并不是把p的指针值清零，而是把p所指向的堆上的内存资源回收释放掉，这意味着该内存地址上面的对象的生命周期已经结束，但是地址本身依然存在，所以p依然拥有一个合法的值，还能够继续使用，只不过受到了限制，被打成【void *】类型指针而已，所以像下面的代码就有一定危险性了：

if ( p != 0 ) //在delete p之后
  ...

       那么对我们的自定义类类型来说，当我们用一个new在堆上给一个类开辟出类对象时，情况差不多也是类似，不同的是要使用该类的constructor类配置该对象，比如，当我们写下如此代码：

Point *p = new Point;

时，它将会被转化为：

Point *p;
if( p = _new(sizeof(Point) )
  p = Point::Point(p);

但如果带有exception handling【异常处理】，那么转化结果要更为复杂一点：

Point *p;

if( p = _new(sizeof(Point) )
{
  try{
      p = Point::Point(p);
    }
  catch(...){
  _delete(p); //调用delete library function来释放p配置的内存
  throw; //将原来的exception上传！
  }
}

我们在堆上new出一块内存后，然后用Point的constructor配置该内存，如果发生exception，那么首先把刚才配置出来的内存回收释放掉，然后再给上一级throw过去我们捕获的exception。

      同样的道理，对于delete，类类型与内建类型还是有一点稍微的区别，毕竟多了一个析构器的调用：

//delete p;的转换
if( p != 0 )
{
  Point::~Point(p);
  _delete(p);
}

同理，我们再来看一下exception handling版下的destructor：

//delete p;的exception handling版本
if ( p != 0 )
{
  try{ Point::~Point(p); }
  catch(...){
     _delete(p);
     throw;
  }
}

      现在，让我们来看一下new的具体实现【模拟而已，不考虑exception handling】：

//有两处需要注意
extern void* operator new(size_t size)
{
  if( size ==0 )
    size = 1; //第一处，最少的也得是默认的1byte

  void *last_alloc;
  while( !(last_alloc = malloc(size)) )
  {
     if( _new_handler) //这是第二处需要注意的地方，看后续说明
       (*_new_handler)( );
     else return 0;
  }

  return last_alloc;
}

就在这里讲解一下第二处需要注意的地方吧，首先看while里面的表达式，“!( last_alloc = malloc(size) )”如果为真，意味着堆上并没有给我们开辟出可用内存资源【malloc返回null值】，这个时候就需要一些“申请内存失败”的异常处理，比如重新回到堆上回收一些无用的内存资源等等；而那个“_new_handler”其实是一个函数指针【就是处理内存申请失败的异常处理函数】，这里的意思是，可以让我们用户定义一个自己的new失败处理函数，然后把该函数地址赋值给“_new_handler”。

      那么，怎么设置我们自己的处理函数呢？可以通过“set_new_handler( void (*new_handler) () ) throw()”，它定义在new标准库中：

namespace std
{
  typedef void (*new_handler)();//表明new_handler是一个typedef，是一个既没有参数也没有返回值的函数的函数指针
  new_handler ser_new_handler(new_handler pfun) throw();
}

我们可以随便做一个简单的处理函数，比如叫“My_Handler”，然后通过set_new_handler设置一下就可以了：

int My_Handler()
{
  cout<<"对不起，内存申请失败！"<<endl;
  return 0;
}
...
...
set_new_handler(My_Handler);//在这里设置一下