C++ 在派生类中重写运算符new/delete

我有一个无状态的抽象基类，各种具体类从中继承。其中一些派生类也是无状态的。因为它们中的许多都是在运行期间创建的，所以我希望通过重写操作符new（）/delete（），让所有无状态派生类模拟一个单例来节省内存和开销。简化的示例如下所示：

#include <memory>

struct Base {
  virtual ~Base() {}
 protected:
  Base() {}   // prevent concrete Base objects
};

struct D1 : public Base {  // stateful object--default behavior
  int dummy;
};

struct D2 : public Base {  // stateless object--don't allocate memory
  void* operator new(size_t size)
  {
    static D2 d2;
    return &d2;
  }
  void operator delete(void *p) {}
};

int main() {
  Base* p1 = new D1();
  Base* p2 = new D1();
  Base* s1 = new D2();
  Base* s2 = new D2();
  delete p1;
  delete p2;
  delete s1;
  delete s2;
  return 0;
}

#包括
结构基{
虚拟~Base（）{}
受保护的：
Base（）{}//防止具体的基础对象
};
结构D1:公共基{//有状态对象--默认行为
int假人；
};
结构D2:公共基{//无状态对象--不分配内存
void*运算符新（大小\u t大小）
{
静态D2；
返回&d2；
}
void运算符delete（void*p）{}
};
int main（）{
基准*p1=新的D1（）；
Base*p2=新的D1（）；
Base*s1=新的D2（）；
Base*s2=新的D2（）；
删除p1；
删除p2；
删除s1；
删除s2；
返回0；
}

此示例不起作用：

deletes2失败，因为
删除s1称为
~Base（）
，它在
d2
中取消分配共享的
Base
。这可以通过向Base添加new/delete重载的相同技巧来解决。但我不确定这是最干净的解决方案，甚至不是正确的解决方案（valgrind没有抱怨，FWIW）。我希望得到建议或批评

编辑：事实上，情况更糟。本例中的基类并不像我所说的那样是抽象的。如果通过添加纯虚方法将其抽象化，那么我就不能再应用new/delete重写技巧，因为我不能有Base类型的静态变量。所以我没有解决这个问题的办法
 您不能这样做-这将违反“对象标识”要求，即。您必须为每个对象分配不同的内存块-如果您重写
运算符new
以使用专门为固定大小的对象定制的快速内存块分配器，则可以相当快地完成此操作。
我想说，最好的解决方案是使派生类成为实际的单例。将派生构造函数设为私有，只提供一个static Base*getInstance（）方法，该方法创建所需的对象或返回静态实例。这种方法获取D1对象的唯一方法是通过此方法，因为调用新的D1是非法的。
您是否实际测量过这种“技巧”的内存量正在拯救你吗？为什么要对无状态对象使用
new
？@Bo Persson:即使对象是无状态的，它也可以有特定的类型，不同的对象有不同的类型可能很重要。@Martinho Fernandes:你能解释一下为什么没有数据成员的对象不是无状态的吗？@Eitan:重载
new
/
delete
仅处理内存分配/释放。编译器会自动生成相应的构造函数/析构函数调用。因此，如果有像
Base*s1=newd2（）这样的语句；Base*s2=新的D2（），分配给D2的内存将构造两次，而不会破坏先前构造的D2对象。除非D2是普通的旧数据，否则这会导致问题。实际上我是从类似的东西开始的。但是，我没有使用getInstance（），而是在每个派生类中使用create（）方法（和deallocate（）），该方法返回一个指向相应类型对象的指针，该对象在有状态对象中是新的，在无状态对象中是静态的。这很好，但我想知道我是否可以使用语言机制（即new（）和delete（））使其更干净。使用语言机制并不干净，因为许多人在使用这些机制时会做出某些断言，以及那些断言（例如，new确实分配了一个新对象，并且使用new compare创建的两个对象的地址不相等）。即使方法名
create
也可能会产生这些误解，因此我会选择
get
和
release
，或者每次用户需要一个新的无状态对象时，就简单地分配一个新的无状态对象，这不应该是一个问题，除非这些对象用于非常关键的性能代码部分。@smerlin：感谢您对用户的深入了解期望值。我认为您的命名方案更好。至于性能，我对其进行了测量，并在早期的评论中发布，这一技巧的效果是将整个应用程序的运行时间减少了约25%，非常显著。感谢链接——这是一个很好的线索。我认为这个问题与我的问题之间的微妙区别在于我确实需要t所有从D2:：operator new（）返回的对象都是相同的对象。正如我前面提到的，将其实现为单例或单独的create/deallocate方法很好，但我希望以一种不太麻烦的方式来实现（使用new（）/delete（）可以说是这样）