`new` 和 `delete` 運算子

發行項
10/12/2023

C++ 支援使用 new 和 delete 運算子來動態配置和解除配置物件。這些運算子會配置記憶體給集區中稱為 免費存放區 的物件（也稱為堆積）。運算子 new 會呼叫特殊函 operator new 式，而運算子會 delete 呼叫特殊函式 operator delete 。

如需 C 執行時間程式庫和 C++ 標準程式庫中的程式庫檔案清單，請參閱 CRT 程式庫功能。

運算子 `new`

編譯器會將這類語句轉譯為對函 operator new 式的呼叫：

char *pch = new char[BUFFER_SIZE];

如果要求為零位元組的儲存體，則 operator new 傳回相異物件的指標。也就是說，重複呼叫以 operator new 傳回不同的指標。

如果配置要求記憶體不足， operator new 則會 std::bad_alloc 擲回例外狀況。或者，如果您已使用放置表單 new(std::nothrow) ，或已在非擲回 operator new 支援中連結，則會傳回 nullptr 。如需詳細資訊，請參閱配置失敗行為。

下表說明函式的兩個 operator new 範圍。

函式的範圍 `operator new`

運算子	範圍
`::operator new`	全域
class-name`::operator new`	類別

的第一個引數 operator new 必須是類型 size_t ，且傳回型別一律 void* 為。

當運算子用來配置內建型別的物件、不包含使用者定義 operator new 函式的類別類型物件，以及任何類型的陣列時 new ，就會呼叫全域 operator new 函式。 new當運算子用來配置定義之類別類型的 operator new 物件時，會呼叫該類別的 operator new 。

operator new針對類別定義的函式是靜態成員函式（不能是虛擬的），該函式會隱藏該類別類型的物件的全域 operator new 函式。請考慮用來配置記憶體並將記憶體設定為指定值的情況 new ：

#include <malloc.h>
#include <memory.h>

class Blanks
{
public:
    Blanks(){}
    void *operator new( size_t stAllocateBlock, char chInit );
};
void *Blanks::operator new( size_t stAllocateBlock, char chInit )
{
    void *pvTemp = malloc( stAllocateBlock );
    if( pvTemp != 0 )
        memset( pvTemp, chInit, stAllocateBlock );
    return pvTemp;
}
// For discrete objects of type Blanks, the global operator new function
// is hidden. Therefore, the following code allocates an object of type
// Blanks and initializes it to 0xa5
int main()
{
   Blanks *a5 = new(0xa5) Blanks;
   return a5 != 0;
}

括弧中 new 提供的引數會當做 chInit 引數傳遞至 Blanks::operator new 。不過，全域 operator new 函式會隱藏，導致下列程式碼產生錯誤：

Blanks *SomeBlanks = new Blanks;

編譯器支援類別宣告中的成員陣列 new 和 delete 運算子。例如：

class MyClass
{
public:
   void * operator new[] (size_t)
   {
      return 0;
   }
   void   operator delete[] (void*)
   {
   }
};

int main()
{
   MyClass *pMyClass = new MyClass[5];
   delete [] pMyClass;
}

配置失敗行為

newC++ 標準程式庫中的函式支援 C++ 標準中指定的行為，因為 C++98。當配置要求記憶體不足時， operator new 會 std::bad_alloc 擲回例外狀況。

舊版 C++ 程式碼傳回失敗配置的 Null 指標。如果您有預期非擲回版本的 new 程式碼，請將程式連結至 nothrownew.obj 。檔案會 nothrownew.obj 以配置失敗時傳 nullptr 回的版本取代全域 operator new 。 operator new 不再擲回 std::bad_alloc 。如需和其他連結器選項檔案的詳細資訊 nothrownew.obj ，請參閱連結選項。

您無法將檢查全域 operator new 例外狀況的程式碼與檢查相同應用程式中 Null 指標的程式碼混合在一起。不過，您仍然可以建立以不同方式運作的類別本機 operator new 。這種可能性表示編譯器預設必須以防禦方式採取行動，並在呼叫中包含 new Null 指標傳回的檢查。如需優化這些編譯器檢查方式的詳細資訊，請參閱 /Zc:throwingnew 。

處理記憶體不足

您測試運算式中失敗配置 new 的方式取決於您使用的是標準例外狀況機制，還是使用傳 nullptr 回。標準 C++ 預期配置器會擲回 std::bad_alloc 或衍生自 std::bad_alloc 的類別。您可以處理這類例外狀況，如此範例所示：

#include <iostream>
#include <new>
using namespace std;
#define BIG_NUMBER 10000000000LL
int main() {
   try {
      int *pI = new int[BIG_NUMBER];
   }
   catch (bad_alloc& ex) {
      cout << "Caught bad_alloc: " << ex.what() << endl;
      return -1;
   }
}

當您使用 nothrow 的形式 new 時，您可以測試組態失敗，如下列範例所示：

#include <iostream>
#include <new>
using namespace std;
#define BIG_NUMBER 10000000000LL
int main() {
   int *pI = new(nothrow) int[BIG_NUMBER];
   if ( pI == nullptr ) {
      cout << "Insufficient memory" << endl;
      return -1;
   }
}

當您使用 nothrownew.obj 檔案來取代全域 operator new 時，您可以測試失敗的記憶體配置，如下所示：

#include <iostream>
#include <new>
using namespace std;
#define BIG_NUMBER 10000000000LL
int main() {
   int *pI = new int[BIG_NUMBER];
   if ( !pI ) {
      cout << "Insufficient memory" << endl;
      return -1;
   }
}

您可以為失敗的記憶體配置要求提供處理常式。可以撰寫自訂復原常式來處理這類失敗。例如，它可以釋放一些保留的記憶體，然後允許配置再次執行。如需詳細資訊，請參閱_set_new_handler。

運算子 `delete`

使用運算子動態配置的 new 記憶體可以使用運算子釋放 delete 。 delete 運算子會呼叫 operator delete 函式，此函式會將記憶體釋放回可用的集區。 delete使用運算子也會呼叫類別解構函式（如果有的話）。

有全域和類別範圍的函式 operator delete 。指定類別只能定義一個 operator delete 函式;如果已定義，則會隱藏全域 operator delete 函式。全域 operator delete 函式一律會針對任何類型的陣列呼叫。

全域 operator delete 函式。全域 operator delete 和類別成員 operator delete 函式有兩種形式：

void operator delete( void * );
void operator delete( void *, size_t );

指定類別只能有上述兩種表單的其中一個。第一個表單採用類型的 void * 單一引數，其中包含要解除配置之物件的指標。第二種形式大小解除配置會採用兩個引數：第一種是要解除配置的記憶體區塊指標，第二種是要解除配置的位元組數目。這兩種表單的傳回類型為 void （ operator delete 無法傳回值）。

第二個表單的意圖是加快搜尋要刪除之物件的正確大小類別。此資訊通常不會儲存在配置本身附近，而且可能未快取。當基類的函式用來刪除衍生類別的物件時 operator delete ，第二個表單很有用。

函式是靜態的 operator delete ，因此不能是虛擬的。函 operator delete 式會遵守存取控制，如 Member-存取控制中所述。

下列範例顯示設計來記錄記憶體配置和解除配置的使用者定義 operator new 和 operator delete 函式：

#include <iostream>
using namespace std;

int fLogMemory = 0;      // Perform logging (0=no; nonzero=yes)?
int cBlocksAllocated = 0;  // Count of blocks allocated.

// User-defined operator new.
void *operator new( size_t stAllocateBlock ) {
   static int fInOpNew = 0;   // Guard flag.

   if ( fLogMemory && !fInOpNew ) {
      fInOpNew = 1;
      clog << "Memory block " << ++cBlocksAllocated
          << " allocated for " << stAllocateBlock
          << " bytes\n";
      fInOpNew = 0;
   }
   return malloc( stAllocateBlock );
}

// User-defined operator delete.
void operator delete( void *pvMem ) {
   static int fInOpDelete = 0;   // Guard flag.
   if ( fLogMemory && !fInOpDelete ) {
      fInOpDelete = 1;
      clog << "Memory block " << cBlocksAllocated--
          << " deallocated\n";
      fInOpDelete = 0;
   }

   free( pvMem );
}

int main( int argc, char *argv[] ) {
   fLogMemory = 1;   // Turn logging on
   if( argc > 1 )
      for( int i = 0; i < atoi( argv[1] ); ++i ) {
         char *pMem = new char[10];
         delete[] pMem;
      }
   fLogMemory = 0;  // Turn logging off.
   return cBlocksAllocated;
}

上述程式碼可用來偵測「記憶體外泄」，也就是配置於免費存放區但從未釋放的記憶體。為了偵測流失，全域 new 和 delete 運算子會重新定義以計算記憶體的配置和解除配置。

編譯器支援類別宣告中的成員陣列 new 和 delete 運算子。例如：

// spec1_the_operator_delete_function2.cpp
// compile with: /c
class X  {
public:
   void * operator new[] (size_t) {
      return 0;
   }
   void operator delete[] (void*) {}
};

void f() {
   X *pX = new X[5];
   delete [] pX;
}

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運算子 `new`

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