Ответ.

В C++ operator new и operator delete — это функции выделения и освобождения памяти, которые вызываются при размещении и удалении объектов через операторы new и delete. По умолчанию они используют стандартный аллокатор, но в классе их можно перегрузить для тонкого контроля выделения памяти.

operator new выделяет "сырой" участок памяти, не вызывая конструктор.
После выделения памяти автоматически вызывается конструктор объекта.
operator delete освобождает память, после завершения деструктора объекта.

Использование (глобальные и локальные версии):

Глобальная версия применяется по-умолчанию (например, при new int).
Переопределяя в классе специфичный operator new, можно оптимизировать работу с памятью для объектов этого класса (например, пул объектов, трассировка, переиспользование блоков).

Пример перегрузки operator new/operator delete:

#include <iostream>

class TrackAlloc {
public:
    void* operator new(size_t size) {
        std::cout << "TrackAlloc::new for " << size << " bytes
";
        return ::operator new(size);
    }
    void operator delete(void* ptr) {
        std::cout << "TrackAlloc::delete
";
        ::operator delete(ptr);
    }
};

Тонкости:

Вызов новых/удаления объектов с аргументами (placement new) требует отдельной перегрузки.
Переопределённые операторы вызываются только при создании/удалении объектов класса, а не для new[]/delete[]. Для них можно перегрузить отдельные operator new[]/delete[].
Манипуляции с памятью опасны — требуется корректная обработка исключений.

Вопрос с подвохом.

"Что произойдёт, если переопределить оператор new в классе, а затем создать объект через переменную-унаследованного класса? Какая версия operator new вызовется?"

Ответ: Будет вызван operator new класса, от имени которого создаётся объект. Если у производного класса не реализован operator new, будет попытка найти подходящую версию у базового класса или глобальную версию.

Пример:

struct Base {
    void* operator new(size_t s) { std::cout << "Base new
"; return ::operator new(s); }
};
struct Derived : Base {};
Derived* p = new Derived; // Вызовет Base::operator new!

Примеры реальных ошибок из-за незнания тонкостей темы.

История

Разработчики перегрузили operator new/ delete без поддержки корректной обработки исключений. При выбрасывании исключения внутри конструктора память не освобождалась, что приводило к утечкам.

История

Некорректно реализовали operator new[] и operator delete[]: для класса, внутри которого сдержались массивы, новая реализация не вызывалась — использовались дефолтные версии, что приводило к рассинхронизации логики выделения и освобождения памяти.

История

Переопределение глобального operator new повлияло на работу сторонних библиотек: все объекты (в том числе временные и из STL) начали аллоцироваться через логгируемый аллокатор, что критически замедлило работу ядра приложения.