妖藏巨细（下）
前言：可能是文章字数太长，我不知道为什么不能一起发表，所以分成上下两部分，这是第二部分。请读者耐心一点：）
3. 如何自由的调用重载的operator new和系统的operator new？
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstddef>
#include <new>
#include <memory>
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;
class memory
{
public:
memory() {}
~memory() { delete ptr; }
void *ptr;
std::size_t size;
std::size_t line;
};
vector<memory> v;
void* operator new(std::size_t size,std::size_t line=__LINE__)
throw (std::bad_alloc)
{
memory pm;
cout<<" "<<size<<endl;
pm.ptr=std::operator new(size); //希望调用系统的operator new,怎么用？
pm.size=size;
pm.line=line;
v.push_back(pm);
return pm.ptr;
}
void operator delete(void *ptr)
{
if (ptr == 0) return;
std::operator delete(ptr);
}
int main()
{
int* i=new int(3); //总是调用我写的operator new！
return 0;
}
将operator new、operator delete、array new或者array delete的标准global版本替换为自定义版本，这几乎从来都不是个好主意——即使C++标准允许你这么做。这些函数的标准版本一般都针对通用目的（general-purpose）的存储管理做了极大优化，而用户自定义的替代版本则不大会做得更好了。（然而，针对特定的类别或类别阶层体系采用（自定义的）成员函数形式的操作来定制其内存管理，则通常是合理的。）【注3】
注3：请参考Stephen C. Dewhurst写的《C++ Gotcha》Item62: Replacing Global New and Delete 。
这个程序有很多的毛病，我一一道来。
(1) 运算符（operator）应该全部在全局名字空间（global namespace）中（自定义时可以作为成员函数），也就是说＋，-,*,/…都在global namespace中，operator new也是一个运算符。因此std::operator new(size);这种用法是错误的，应该换成::operator new(size);
(2) void* operator new(std::size_t size,std::size_t line=__LINE__) throw( bad_alloc )现在在global namespace中有两个operator new(自己写的一个，内建的一个)在这个函数中，有这样一句，pm.ptr=::operator new(size);你说现在的这个operator new是调用内建的那个，还是递归调用本身呢？你不知道，我不知道，编译器也不知道，因此编译时有歧义性！解决方法是让自己定义的operator new的第二个参数line不要有缺省引数（argument）。operator delete在这里直接调用内建的。
(3) memory类的设计有问题，析构函数调用delete，
{
memory pm;//定时炸弹开始计时
…
return pm.ptr;
}
//调用memory::～memory（），炸弹爆炸，伴随着魔鬼的狞笑。
解决办法是改写memory的析构函数为空！
最后这个程序如下：
// 前面不变
class memory
{
public:
memory() {}
~memory() { }//revised
void *ptr;
std::size_t size;
std::size_t line;
};
vector<memory> v;
void* operator new( std::size_t size,std::size_t line ) throw
(std::bad_alloc)//revised
{
memory pm;
cout<<" "<<size<<endl;
pm.ptr=::operator new(size); //调用系统的operator new
pm.size=size;
pm.line=line;
v.push_back(pm);
return pm.ptr;
}
void operator delete( void* p,std::size_t )
//match overloaded operator new
//应注意，当我们重载operator delete时，这些重载版本绝不会被“使用标准delete形式的表达式”唤起。
//在这个例子中，可以不重载operator delete,内建的已经够用了！后面就可以直接用delete i;不需要丑陋的operator delete(i,1);
{
::operator delete( p );//已经处理p=0
}
int main()
{
int* i= new(__LINE__) int(3); //调用我写的operator new,evised!
// delete i;//这种形式会调用global operator delete,当然在这里是完全可以的！
// i->~int();//不合法，但是如果是有nontrivial destructor的自定义类型，显示调用destructor不可避免！
operator delete(i,1);//调用自己重载的operator delete
return 0;
}
多么的丑陋，你真的需要自定义operator new and operator delete 吗？请三思而后行!!
4. 看看这个输出：cout<<(cout<<"HelloWorld"<<endl)<<endl;
Answer：<<是一个左移位运算符(shift operator),C++将其重载，变成输出流运算符，而且C++对各种基本类型都做了重载，因此我们能自然的使用<<输出int,float,double,char*,…,记住operator <<对void*也做了重载(后面会发现很重要！)，所以如果你要用<<来输出自定义的类型，则必须自己重载operator <<。下面我们分两步来处理上面的问题;
（1）首先看(cout<<"HelloWorld"<<endl)，输出HelloWorld，换行，刷新缓冲。在这里请记住operator <<的返回类型是std::ostream&;std::cout就是类型为std::ostream的一个对象。
（2）std::ostream是一个typedef。typedef basic_ostream<char, char_traits<char> > ostream;basic_ostream的父类是basic_ios;basic_ios有一个member function：operator void*(),转型运算符。现在已经很清楚！(cout<<"HelloWorld"<<endl)返回本身即：cout<<(cout)<<endl;(cout)调用operator void*()隐式转型为一个指针。然后在将类型为void*的指针输出，换行，刷新缓冲。（operator void*()的用途主要在于判断stream的状态是否失败，用在while（cout<<*p）等形式的连续输入中）。至于最终的指针值是多少，跟实现相关！
5. const A& A::operator=(const A& other)
{
if(this!=&other)
{
this->~A();
new(this) A(other);
}
return *this;
} 有错误吗？
Answer：这个问题的提出使我再次确认了一个事实，一句话不在于内容是什么，是否有意义，而在于说这句话的人是谁！hustli说出这句话，就会有人说他应该看看软件工程，不要炫耀奇技淫巧；但是如果是Herb Sutter说出来的，绝对不会有人要他去补软件工程的课，大部分人会认真的去看他提出的问题。（事实是Herb Sutter的确提出了类似的问题，并用pimpl手法解决的很漂亮！）
（1）const A&应该是A&，operator =应该返回一个可以改变的左值，因为我们可以这样用int a,b=2,c=4;(a=b)=c;所以我们应该也可以这样写：A a,b,c;(a=b)=c;不是吗？所以不能返回const reference。
（2）if(this!=&other)
{
this->~A();
new(this) A(other);
}
其实这一句很漂亮。就地析构，但不释放内存，然后用placement new就地定位构造对象。从技术上来看，它既不是必要的也不是充分的。在实践当中，它工作得颇好。可惜的是，有时候美丽只有一层皮厚！它不是异常安全的，异常安全有三种形式：
基本保证：元素还在，但可能状态改变！No resource leak!
强烈保证：要么成功，要么回到起点。绝对不会让你进退两难！
不抛出异常：一定成功，不会失败！
上面的这个操作连基本保证也没有达到！如果copy constructor失败，类的不变式(invariance)就可能被破坏！不过现在有一个比较好的解决方法，创建一个临时物，然后与*this交换。（copy and swap），自己创建一个成员函数swap（），并保证它的异常规范为throw()，使用pimpl手法是可以做到的。（可以参考www.gotw.ca中的Guru of the week）。
不过如果保证copy constructor成功的话，别的操作也正常。应该是不会有什么object slice出现的，即使有派生。因为this->~A()肯定是从叶子类（派生最远的类）的析构函数开始调用，一直到根类。【注4】。
注4：请参考ANSI C++标准12.4。
这个问题的答案还不够完整，为寻求彻底的解答，还需要再努力，在写这篇文章的时候我只能做到上面这些了。我最近发现Herb Sutter写的《Exceptional C++》中的Item 41. Object Lifetimes part 2有很详细的解答，大家可以去参考一下。
现在我们应该可以松一口气了。这5个问题的答案希望大家补充。
对初学者的一点小小的建议：
在我们这个浮萍的年代，只有浮萍的人生。真正能够沉下去认真学点东西，做点事情的人实在是凤毛麟角！因此首先要能够有一个正确的心态，欲速不达，千古不变的至理！有时候看到人家似乎学到很快，那是因为没有看到他以前投入的没入成本（sink cost），如果我们的基础好，一门语言学的很好，另外一门也会更快的入门。大家认真的学习过操作系统，编译原理，离散数学……吗？认真的做过一个程序吗？这条路我自己走的很难很难，现在最大的缺憾是一直就没有遇到一个能带给我巨大影响的师友，还有就是基础太差（专业跟计算机没有很大的关系）。
其次，我们也应该有宽容的心态。我们能够容忍不同的声音在耳边不断回响吗？当我们与别人争论的时候，能够在发表自己的观点之前，先在大脑中站在对方的位置想一想：为什么他会那样想，他为什么会有那样的观点。我想再说出自己的观点的时候，会更具有说服他人的能力！
最后，我想在学一门语言的时候，最开始应该学习基本的语法，以及标准库的使用，不要太早与魔鬼（细节）打交道，否则很容易进入魔道！并尽快的与实际项目，课题联系起来，没有课题自己也可以想，就是写写string、各种数据结构、基础算法也是非常有收获的。请记住，专业知识的学习非常重要，非常重要！语言有时候真的只是一门工具！学习编程有一个好办法，读程序，写程序。一定要写！
吴桐写于2003.4.26
最近修改2003.6.16
最近修改2003.6.15
