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 #include #includeclass 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;
public:int value;
MyClass(int v) : value(v) { std::cout << "构造 MyClass(" << v << ")n";}~MyClass() { std::cout << "析构 MyClass(" << value << ")n";}// 重载 newvoid* 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 deletevoid operator delete(void* ptr) noexcept { if (ptr == nullptr) return; char* cptr = static_cast(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);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。
以上就是C++自定义分配器 重载new运算符实例的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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