您是否在 C++ 中重载了 operator new？
如果是，为什么？
一个面试问题，我谦虚地请求你的一些想法。
【问题讨论】：
标签： c++ memory-management operator-overloading new-operator
我们有一个嵌入式系统，其中 new 很少被允许，并且内存永远不会被删除，因为出于可靠性原因，我们必须证明最大堆使用量。
我们有一个第三方库开发人员不喜欢这些规则，因此他们重载了 new 和 delete 来处理我们仅为他们分配的一块内存。
【讨论】：
是的。
重载 operator new 使您有机会控制对象在内存中的位置。我这样做是因为我知道有关对象生命周期的一些细节，并且希望避免在没有虚拟内存的平台上产生碎片。
【讨论】：
如果您使用自己的分配器、在引用计数方面做一些花哨的事情、为垃圾收集检测、调试对象生命周期或完全其他事情，您将重载 new；您正在替换对象的分配器。我个人不得不这样做以确保某些对象被分配到特定的 mmap 内存页上。
【讨论】：
是的，有两个原因：自定义分配器和自定义分配跟踪。
【讨论】：
如果您出于某种原因想要进行自定义分配（即避免 c-runtime 分配器固有的内存碎片或/和避免多线程程序中的内存管理调用锁定），重载 new 运算符乍一看可能是一个好主意。但是当您开始实现时，您可能会意识到，在大多数情况下，您希望将一些额外的上下文传递给此调用，例如给定大小的对象的线程特定堆。重载 new/delete 在这里根本行不通。因此，最终您可能希望为自定义内存管理子系统创建自己的外观。
【讨论】：
在用 C++ 编写 Python 扩展代码时，我发现重载 operator new 非常方便。我将用于分配和释放的 Python C-API 代码分别包装在 operator new 和 operator delete 重载中——这允许 PyObject* 兼容的结构可以使用 new MyType() 创建并使用可预测的堆分配语义进行管理。
它还允许将分配代码（通常在 Python __new__ 方法中）和初始化代码（在 Python 的 __init__ 中）分别分离到 operator new 重载和任何我们认为适合的构造函数中定义。
这是一个示例：
struct ModelObject {
static PyTypeObject* type_ptr() { return &ModelObject_Type; }
/// operator new performs the role of tp_alloc / __new__
/// Not using the 'new size' value here
void* operator new(std::size_t) {
PyTypeObject* type = type_ptr();
ModelObject* self = reinterpret_cast<ModelObject*>(
type->tp_alloc(type, 0));
if (self != NULL) {
self->weakrefs = NULL;
self->internal = std::make_unique<buffer_t>(nullptr);
}
return reinterpret_cast<void*>(self);
}
/// operator delete acts as our tp_dealloc
void operator delete(void* voidself) {
ModelObject* self = reinterpret_cast<ModelObject*>(voidself);
PyObject* pyself = reinterpret_cast<PyObject*>(voidself);
if (self->weakrefs != NULL) { PyObject_ClearWeakRefs(pyself); }
self->cleanup();
type_ptr()->tp_free(pyself);
}
/// Data members
PyObject_HEAD
PyObject* weakrefs = nullptr;
bool clean = false;
std::unique_ptr<buffer_t> internal;
/// Constructors fill in data members, analagous to __init__
ModelObject()
:internal(std::make_unique<buffer_t>())
,accessor{}
{}
explicit ModelObject(buffer_t* buffer)
:clean(true)
,internal(std::make_unique<buffer_t>(buffer))
{}
ModelObject(ModelObject const& other)
:internal(im::buffer::heapcopy(other.internal.get()))
{}
/// No virtual methods are defined to keep the struct as a POD
/// ... instead of using destructors I defined a 'cleanup()' method:
void cleanup(bool force = false) {
if (clean && !force) {
internal.release();
} else {
internal.reset(nullptr);
clean = !force;
}
}
/* … */
};
【讨论】：