C++のnewキーワードとoperator newの違いをわかりやすく解説

C++でオブジェクトを生成する際には、メモリ上にブロックを確保し、さらにコンストラクタを呼び出してそのメモリブロックを初期化するという2段階の処理が必要になります。通常、私たちが new キーワードを使ってオブジェクトを作成すると、この2つの処理が連続して実行されます。一方、operator new はメモリ領域の確保だけを行う関数です。本記事では、この2者の違いを具体例とともに詳しく解説します。

newキーワードとは

new 演算子は、ヒープ領域へのメモリ割り当てを要求するための特殊な演算子です。十分なメモリが利用可能な場合にのみ、確保されたメモリへのポインタ変数が返されます。通常の new キーワードを使ってオブジェクトを生成すると、次の2つの処理が連続して実行されます。

• オブジェクト用のメモリブロックをヒープ領域に確保する
• コンストラクタを呼び出して、そのメモリブロックを初期化する

サンプルコード

#include <iostream>
using namespace std;

class Box {
   public:
   Box() {
      cout << "Constructor called!" << endl;
   }
};

int main() {
   Box* myBox = new Box;
}

出力結果

Constructor called!

この例では、new Box; の実行時にメモリ確保とコンストラクタ呼び出しの両方が行われているため、「Constructor called!」が出力されます。

operator newとは

operator new は関数であり、new 演算子をオーバーロードするために使用されます。この関数を使うことで、生の（初期化されていない）メモリブロックを確保できます。概念的には、C言語の malloc() や calloc() 関数に似ています。

重要なポイントとして、operator new はコンストラクタを呼び出さないため、確保されたメモリは初期化されません。ただし、このオーバーロードされた関数からポインタが返された後、コンパイラが自動的にコンストラクタを呼び出します。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

class Box {
   public:
   Box() {
      cout << "Constructor called!" << endl;
   }
   void *operator new(size_t size) {
      cout << "Call Operator New" << endl;
      void *p = malloc(size);
      return p;
   }
};

int main() {
   Box* myBox = new Box;
}

出力結果

Call Operator New
Constructor called!

この例では、まずオーバーロードされた operator new が呼び出されてメモリが確保され、その後コンストラクタが呼び出されていることが出力から確認できます。

まとめ：両者の違い

つまり、new キーワードは「メモリ確保」と「初期化」をまとめて行う高レベルな仕組みであり、operator new はその中の「メモリ確保」部分だけを担う低レベルな関数だと理解するとよいでしょう。カスタムのアロケーション戦略を実装したい場合などに、operator new をオーバーロードすることで柔軟なメモリ管理が可能になります。