Odpowiedź.

W C++ operator new i operator delete to funkcje przydzielania i zwalniania pamięci, które są wywoływane podczas tworzenia i usuwania obiektów za pomocą operatorów new i delete. Domyślnie używają standardowego alokatora, ale w klasie można je przeciążyć, aby uzyskać bardziej precyzyjną kontrolę nad przydzielaniem pamięci.

operator new przydziela "surowy" obszar pamięci, nie wywołując konstruktora.
Po przydzieleniu pamięci automatycznie wywoływany jest konstruktor obiektu.
operator delete zwalnia pamięć po zakończeniu destruktora obiektu.

Użycie (wersje globalne i lokalne):

Wersja globalna jest stosowana domyślnie (np. przy new int).
Przeciążając specyficzny operator new w klasie, można zoptymalizować działanie z pamięcią dla obiektów tej klasy (np. pula obiektów, śledzenie, ponowne użycie bloków).

Przykład przeciążenia operatora new/operatora delete:

#include <iostream>

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

Niuanse:

Wywołanie nowych/usunięcia obiektów z argumentami (placement new) wymaga osobnego przeciążenia.
Przeciążone operatory są wywoływane tylko przy tworzeniu/usuwaniu obiektów klasy, a nie dla new[]/delete[]. Dla nich można przeciążyć osobne operator new[]/delete[].
Manipulacje pamięcią są niebezpieczne — wymagana jest prawidłowa obsługa wyjątków.

Pytanie podchwytliwe.

"Co się stanie, jeśli przeciążę operator new w klasie, a następnie stworzę obiekt przez zmienną odziedziczonej klasy? Która wersja operatora new zostanie wywołana?"

Odpowiedź: Zostanie wywołany operator new klasy, której imienia używa się do tworzenia obiektu. Jeśli klasa pochodna nie ma zaimplementowanego operatora new, nastąpi próba znalezienia odpowiedniej wersji w klasie bazowej lub wersji globalnej.

Przykład:

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

Przykłady rzeczywistych błędów z powodu nieznajomości niuansów tematu.

Historia

Programiści przeciążyli operator new/delete bez wsparcia dla prawidłowej obsługi wyjątków. Przy wyrzuceniu wyjątku w konstruktorze pamięć nie była zwalniana, co prowadziło do wycieków pamięci.

Historia

Niepoprawnie zaimplementowano operator new[] i operator delete[]: dla klasy, w której zawarte były tablice, nowa implementacja nie była wywoływana — używane były domyślne wersje, co prowadziło do niesynchronizacji logiki przydzielania i zwalniania pamięci.

Historia

Przeciążenie globalnego operatora new wpłynęło na działanie zewnętrznych bibliotek: wszystkie obiekty (w tym tymczasowe i z STL) zaczęły być alokowane przez alokator z logowaniem, co krytycznie spowolniło działanie rdzenia aplikacji.