自定义重载New和Delete运算符

在C++中，new和delete是用于动态内存管理的运算符。它们分别用于分配和释放内存。有时，你可能需要自定义这些运算符以满足特定的需求，例如跟踪内存分配、优化内存使用或在特定情况下执行额外的操作。

基础概念

自定义new和delete运算符允许你改变内存分配和释放的行为。你可以重载全局的new和delete运算符，也可以为特定的类重载它们。

类型

全局重载：影响整个程序中的所有内存分配和释放。
类特定重载：仅影响特定类的实例。

应用场景

内存跟踪：用于调试，跟踪内存泄漏。
性能优化：例如，使用自定义的内存池来提高分配和释放的速度。
特殊需求：如需要在分配内存时执行特定的初始化操作。

示例代码

以下是一个简单的例子，展示了如何为特定类重载new和delete运算符：

#include <iostream>
#include <cstdlib>

class MyClass {
public:
    // 自定义 new 运算符
    void* operator new(size_t size) {
        std::cout << "Custom new called, size: " << size << std::endl;
        void* ptr = malloc(size);
        if (!ptr) throw std::bad_alloc();
        return ptr;
    }

    // 自定义 delete 运算符
    void operator delete(void* ptr) noexcept {
        std::cout << "Custom delete called" << std::endl;
        free(ptr);
    }
};

int main() {
    MyClass* obj = new MyClass(); // 调用自定义的 new
    delete obj;                   // 调用自定义的 delete
    return 0;
}

遇到的问题及解决方法

问题：自定义的new运算符抛出异常，但程序没有正确处理。

原因：可能是因为没有在new运算符中正确地抛出异常，或者在调用new的地方没有使用异常处理机制。

解决方法：确保在new运算符中使用throw std::bad_alloc();来抛出异常，并在调用new的地方使用try-catch块来捕获和处理异常。

void* operator new(size_t size) {
    void* ptr = malloc(size);
    if (!ptr) throw std::bad_alloc();
    return ptr;
}

int main() {
    try {
        MyClass* obj = new MyClass();
        delete obj;
    } catch (const std::bad_alloc& e) {
        std::cerr << "Memory allocation failed: " << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}