通过重载new和delete可实现自定义内存管理，如内存池。示例中MyClass重载类内new和delete，使用静态内存池分配对象，优先复用已释放空间，提升小对象频繁创建销毁时的性能，并通过静态数组管理内存使用状态。
在C++中，通过重载 new 和 delete 运算符，可以实现自定义内存管理策略，比如内存池、调试分配、性能监控等。下面是一个简单的实例，展示如何为某个类重载 new 和 delete 运算符，实现自定义的内存分配逻辑。
自定义 new 和 delete 的基本用法
我们为一个类 MyClass 重载全局的 new 和 delete，或者仅重载类作用域内的版本。以下示例展示类内重载，实现简单的内存池管理。
#include <iostream> #include <cstdlib> #include <new> <p>class MyClass { static const size_t pool_size = 1024; static char memory_pool[pool_size]; static bool in_use[pool_size / sizeof(MyClass)]; static size_t next_free;</p><p>public: int value;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>MyClass(int v) : value(v) { std::cout << "构造 MyClass(" << v << ")n"; } ~MyClass() { std::cout << "析构 MyClass(" << value << ")n"; } // 重载 new void* operator new(size_t size) { if (size != sizeof(MyClass)) { return ::operator new(size); // 非本类大小，使用默认分配 } for (size_t i = 0; i < pool_size / sizeof(MyClass); ++i) { if (!in_use[i]) { in_use[i] = true; std::cout << "从内存池分配地址: " << (void*)(memory_pool + i * sizeof(MyClass)) << "n"; return memory_pool + i * sizeof(MyClass); } } throw std::bad_alloc(); // 池满 } // 重载 delete void operator delete(void* ptr) noexcept { if (ptr == nullptr) return; char* cptr = static_cast<char*>(ptr); if (cptr >= memory_pool && cptr < memory_pool + pool_size) { size_t index = (cptr - memory_pool) / sizeof(MyClass); std::cout << "释放内存池中的地址: " << ptr << "n"; in_use[index] = false; } else { ::operator delete(ptr); // 非池内内存，使用默认释放 } }
};
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// 静态成员定义 char MyClass::memory_pool[MyClass::pool_size] = {}; bool MyClass::in_use[MyClass::pool_size / sizeof(MyClass)] = {}; size_t MyClass::next_free = 0;
测试自定义分配器
下面代码创建和销毁多个 MyClass 对象，观察内存池的使用情况。
int main() { MyClass* a = new MyClass(10); MyClass* b = new MyClass(20); MyClass* c = new MyClass(30); <pre class='brush:php;toolbar:false;'>delete a; delete b; MyClass* d = new MyClass(40); // 可能复用 a 或 b 的空间 delete c; delete d; return 0;
}
输出示例
构造 MyClass(10)
从内存池分配地址: 0x…
构造 MyClass(20)
从内存池分配地址: 0x…+8
构造 MyClass(30)
从内存池分配地址: 0x…+16
释放内存池中的地址: 0x…
释放内存池中的地址: 0x…+8
构造 MyClass(40)
从内存池分配地址: 0x…（可能复用）
析构 MyClass(30)
析构 MyClass(40)
析构 MyClass(10)
注意事项
- 重载的 new 必须返回足够大小的内存，且类型匹配。
- 如果类的 new 抛出异常，构造函数不会被调用。
- 务必成对重载 new 和 delete，避免内存泄漏或双重释放。
- 静态内存池大小有限，适合频繁创建销毁小对象的场景。
- 多线程环境下需加锁保护共享池。
基本上就这些。通过重载 new 和 delete，你可以完全控制对象的内存分配行为，实现高效或可追踪的内存管理策略。
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