C++中的内存管理：重载new和delete

"《重载new和delete-learning ros for robotics programming - second edition》是一本关于ROS（Robot Operating System）编程的书籍，其中涉及到C++中重载new和delete操作符的知识。这部分内容主要讲解了如何根据特定需求自定义内存管理策略以提高效率和避免碎片问题，特别是对于嵌入式和实时系统的重要性。" 在C++中，`new`和`delete`是用于动态内存分配和释放的关键运算符。当执行`new`表达式时，会首先调用运算符`new`来分配内存，接着对分配的内存调用构造函数；而在`delete`表达式中，先执行析构函数，然后使用`delete`释放内存。通常，这两个运算符使用的是通用的内存管理系统，但这个系统可能无法满足所有特殊场景的需求，例如在处理大量对象创建和销毁时可能会成为性能瓶颈，或者可能导致堆内存碎片。 重载`new`和`delete`允许开发者自定义内存分配和释放的机制，以应对特定的效率和内存管理问题。例如，通过重载，可以创建针对特定类的内存分配器，以减少碎片并确保内存分配的速度一致，这对于资源受限的环境，如嵌入式系统或实时系统，尤为重要。重载`new`时，我们只改变内存分配的部分，而让编译器负责调用构造函数；同样，重载`delete`时，我们只处理内存释放，析构函数仍由编译器调用。 在重载`new`时，还可以定制内存不足时的行为，比如返回`NULL`、循环尝试分配、调用`new_handler`或抛出`bad_alloc`异常。重载`new`和`delete`有两种方式：全局重载，适用于整个系统的内存管理；或者为特定类重载，提供类级别的内存管理策略。 1.1.3 面向对象编程基础 在介绍C++的内存管理技巧之前，书中可能先回顾了面向对象编程的基本概念。面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）的核心是将数据和操作数据的方法封装在对象中，对象是具有特性和行为的数据结构。类是对象的模板，定义了对象的属性（特性）和方法（行为）。通过类，程序员可以创建自定义的数据类型，这些类型可以更好地匹配实际问题的需求，而不是受限于内建的数据类型。 1.1.4 抽象数据类型 抽象数据类型（Abstract Data Type, ADT）是OOP中的一个重要概念，它定义了一组操作以及这些操作作用的数据结构。ADT允许程序员创建类似于内置类型的用户自定义类型，并对这些类型进行类型检查和操作。对象作为ADT的实例，能够接收并响应消息，即调用对象上的方法来执行特定的任务。 C++的`new`和`delete`重载提供了强大的内存管理定制能力，以适应不同应用领域的需求。而在OOP中，通过类和对象，程序员可以创建高度定制的抽象数据类型，增强代码的可读性、可维护性和适应性。这些基础概念是深入理解和使用C++进行ROS编程的基础。