请介绍一下 C++ 中的 operator new/operator delete 机制。它们与 new/delete 有什么不同？何时以及为什么要在用户自定义类中重载运算符函数？

答案。

在 C++ 中，operator new 和 operator delete 是在通过 new 和 delete 操作符分配和释放内存时调用的内存分配和释放函数。默认情况下，它们使用标准分配器，但可以在类中重载，以便更细致地控制内存分配。

• operator new 分配 "原始" 内存块，而不调用构造函数。
• 在内存分配之后，自动调用对象的构造函数。
• operator delete 在对象的析构函数完成后释放内存。

用法（全局和局部版本）：

• 默认使用全局版本（例如，使用 new int 时）。
• 通过在类中重载特定的 operator new，可以优化该类对象的内存使用（例如，对象池、跟踪、重用内存块）。

operator new/operator delete 重载示例：

#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);
    }
};

细节：

• 带参数的新建/删除对象（定位 new）需要单独重载。
• 重载的运算符仅在创建/删除类对象时被调用，而不适用于 new[]/delete[]。可以为它们单独重载 operator new[]/delete[]。
• 内存操作是危险的 — 需要正确处理异常。

有陷阱的问题。

"如果在类中重载了 operator new，然后通过变量创建继承类的对象，会发生什么？将调用哪个版本的 operator new？"

答案： 将调用创建对象的类的 operator new。如果派生类未实现 operator new，将尝试在基类中或全局版本中查找合适的版本。

示例：

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

因为不知道细节而导致的实际错误示例。

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故事

开发人员在没有支持正确异常处理的情况下重载了 operator new / delete。在构造函数内抛出异常时，内存没有被释放，导致内存泄漏。

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故事

错误实现了 operator new[] 和 operator delete[]：对于包含数组的类，新实现未被调用 — 使用了默认版本，导致内存分配和释放逻辑不同步。

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故事

重载全局 operator new 影响了第三方库的工作：所有对象（包括临时对象和来自 STL 的对象）都开始通过记录分配器进行分配，这严重降低了应用程序内核的性能。