Язык программирования C++. Пятое издание

Если определяются собственные глобальные функции operator new() и operator delete(), они должны резервировать и освобождать память так или иначе. Даже если эти функции определяются для использования специализированной системы резервирования памяти, может иметь смысл (для проверки) иметь способность резервировать память тем же способом, что и обычная реализация.

В этом случае можно использовать функции malloc() и free(), унаследованные языком С++ от языка С. Они определяются в заголовке cstdlib.

Функция malloc() получает параметр типа size_t, задающий количество резервируемых байтов. Она возвращает указатель на зарезервированную область памяти или значение 0, если зарезервировать память не удалось. Функция free() получает параметр типа void*, являющийся копией указателя, возвращенного функцией malloc(), и возвращает занятую память операционной системе. Вызов free(0) не делает ничего.

Вот простейший код функций operator new() и operator delete():

void *operator new(size_t size) {

 if (void *mem = malloc(size))

  return mem;

 else

  throw bad_alloc();

}

void operator delete(void *mem) noexcept { free(mem); }

Для других версий функции operator new() и operator delete() код аналогичен.

Упражнения раздела 19.1.1

Упражнение 19.1. Напишите собственную версию функции operator new(size_t), используя функцию malloc(), и версию функции operator delete(void*), используя функцию free().

Упражнение 19.2. По умолчанию класс allocator использует функцию operator new() для резервирования места и функцию operator delete() для ее освобождения. Перекомпилируйте и повторно запустите программу StrVec (см. раздел 13.5), используя собственные версии функций из предыдущего упражнения.

19.1.2. Размещающий оператор new

Хотя функции operator new() и operator delete() предназначены для использования выражениями new, они являются обычными библиотечными функциями. Поэтому обычный код вполне может вызвать их непосредственно.

В прежних версиях языка (до того, как класс allocator (см. раздел 12.2.2) стал частью библиотеки), когда необходимо было отделить резервирование от инициализации, использовались функции operator new() и operator delete(). Эти функции ведут себя аналогично функциям-членам allocate() и deallocate() класса allocator — резервируют и освобождают память, но не создают и не удаляют объекты.

В отличие от класса allocator, нет функции construct(), позволяющей создавать объекты в памяти, зарезервированной функцией operator new(). Вместо этого для создания объекта используется размещающий оператор new (placement new) (см. раздел 12.1.2). Как уже упоминалось, эта форма оператора new предоставляет дополнительную информацию функции резервирования. Размещающий оператор new можно использовать для передачи адреса области. Тогда выражения размещающего оператора new будут иметь следующую форму:

new (адрес_области) тип

new (адрес_области) тип (инициализаторы)

new (адрес_области) тип [размер]

new (адрес_области) тип [размер] { список инициализации }

где адрес_области является указателем, а инициализаторы представляют собой разделяемый запятыми список инициализаторов (возможно, пустой), используемый для создания вновь зарезервированного объекта.

Будучи вызванным с адресом, но без других аргументов, размещающий оператор new использует вызов operator new(size_t, void*) для "резервирования" памяти. Эта версия функции operator new() не допускает переопределения (см. раздел 19.1.1). Она не резервирует память, а просто возвращает свой аргумент указателя. Затем обычное выражение new заканчивает свою работу инициализацией объекта по данному адресу. В действительности размещающий оператор new позволяет создать объект в заданной адресом предварительно зарезервированной области памяти.

При передаче одного аргумента, являющегося указателем, выражение размещающего оператора new создает объект, но не резервирует память.