void* in malloc vs operator new

void* in malloc vs operator new

本文关键字：operator new vs malloc in void      更新时间：2023-10-16

今天我为我的代码编写了一个小型内存档案器，并且第一次重载了operator new。在这样做的过程中，我认为语法是void* operator new(size_t sz)。这确实与malloc非常相似，其中有void* malloc(size_t sz)。

这让我开始思考，因为当你使用malloc时，你需要显式地将指针投射回你的数据类型，而对于new，你不需要这样做。编译器如何为new确定正确的数据类型？为什么让返回void *？T* operator new(size_t sz)不是更直观吗？

operator new函数不返回T*，因为返回的值不指向T，而只是指向任意垃圾。直到调用构造函数，才有了指向类实例的指针。

C++分离内存分配和对象构造。分配函数（即operator new()）将void *返回到某个内存，并且new运算符在该内存中构造对象。如果你愿意的话，new操作符将内存"转换"为对象，而placement-new表达式有点像"cast"：

void * addr = ::operator new(sizeof(Foo));    // memory
Foo * p = ::new (addr) Foo(1, true, 'a');     // object (note: no cast!)
p->~Foo();                                    // it's almost over
::operator delete(addr);                      // now it's over!

new的默认非放置表单一次性执行分配和构造。这在道德上相当于这个例子的前半部分。但是，分配和建设仍然是两个截然不同的概念。

operator new和新运算符之间存在差异。后者创建给定类型的对象，前者只是分配内存。新运算符为正在创建的类型调用operator new，或者，如果没有为所需类型定义版本，则使用全局operator new。不能从operator new函数返回T*，因为它将指向尚未创建的对象。只有在构造函数运行后（以及任何内务管理，如vtable创建、RTTI信息等），才会创建对象。

不要忘记，您可以为任何类重写operator new并更改它的行为——它实际上不需要分配任何内存，只需要返回一个指向某些内存的指针。例如，该内存可以来自预先分配的块。

operator new是new运算符的一个用户可重写的运行时支持功能，它只提供分配适当对齐和大小的内存块的服务。此函数本身不是new运算符；当您重写此函数时，并不是在重写new运算符本身，而只是替换分配服务。new运算符可以被认为是一个语法糖，它编译成对其助手operator new的调用，以获取内存，如果需要，还可以调用构造函数来初始化内存。

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