c++ - 覆盖新的和成员访问运算符以使用自定义堆

Question

我一直在做一个小项目来了解动态内存分配的工作原理。我有一个用作堆的全局字符缓冲区。看完these lecture notes我已经为内存管理编写了 Alloc、DeAlloc、MergeBlocks 和 SplitBlocks 函数。 Alloc 和 DeAlloc 的功能类似于 malloc 和 free，但它们写入我的堆数组。现在我已经让它们工作了，我想知道如何重载一个简单的类以利用我的内存管理。

// Memory Block structure

// -------------------------------
// |         size       | active | 2 bytes
// -------------------------------  
// |                             | n bytes
// |         payload             |
// |                             |
// -------------------------------
// |        padding              | m bytes (n + m + 4 is a multiple of 8)
// -------------------------------
// |         size       | active | 2 bytes
// -------------------------------

unsigned char heap[2064]; // fake heap

// -----------------------------------------------------------------------
//  Omitting a bunch of memory management functions that manage the heap
// -----------------------------------------------------------------------


struct SimpleStruct 
{
    unsigned short x;

    SimpleStruct(unsigned short x) 
    {
        this->x = x;
    }

    // Need to override -> operator but not sure what to do

    void* operator new(size_t size) 
    {
        return (void*)Alloc(size);
    }
};


int main()
{
  SimpleStruct* s = new SimpleStruct(5);
  s->x = 3;
}

我觉得我需要做几件事:

首先我需要将成员变量值实际存储在我的自定义堆上

其次，我需要让 ->() 运算符在堆中的适当位置查找成员变量。我可以在构造函数中执行此操作，但如果不使用 new，我希望将它们存储在堆栈中

我试过在线查找信息，但似乎找不到任何线索。我什至不确定这是可能的。任何帮助将不胜感激

Answer 1

您的对象将在 operator new 返回的地址处构建。如果 Alloc 返回的地址指向 block 的元数据，则 operator new 需要将该指针调整为该对象不会覆盖元数据:

void* operator new(size_t size) 
{
    char* block = (char*)Alloc(size);
    return (void*)(block + 2);
}

然后您将需要一个匹配的operator delete，它可以找到给定有效负载指针的元数据:

void operator delete(void* ptr)
{
    char* block = (char*)ptr - 2;
    DeAlloc(block);
}

将这些调整直接放入 Alloc 和 DeAlloc 可能是个好主意，以防止可能的错误破坏堆。这正是许多 malloc 和 free 实现所做的，所以这是分配函数的预期行为，它可以防止用户需要知道堆的内部结构才能使用