placement new 操作符

轉載:
http://blog.csdn.net/zhangxinrun/article/details/5940019
placement new是重載operator new的一個標準、全局的版本,它不能被自定義的版本代替(不像普通的operator new和operator delete能夠被替換成用戶自定義的版本)。

它的原型如下:

void *operator new( size_t, void *p ) throw()  { return p; }

首先我們區分下幾個容易混淆的關鍵詞:new、operator new、placement new

new和delete操作符我們應該都用過,它們是對堆中的內存進行申請和釋放,而這兩個都是不能被重載的。要實現不同的內存分配行爲,需要重載operator new,而不是new和delete。

看如下代碼:
class MyClass {…};
MyClass * p=new MyClass;
這裏的new實際上是執行如下3個過程:

1調用operator new分配內存;

2調用構造函數生成類對象;

3返回相應指針。

operator new就像operator+一樣,是可以重載的,但是不能在全局對原型爲void operator new(size_t size)這個原型進行重載,一般只能在類中進行重載。如果類中沒有重載operator new,那麼調用的就是全局的::operator new來完成堆的分配。同理,operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重載的,一般你重載了其中一個,那麼最好把其餘三個都重載一遍。

placement new是operator new的一個重載版本,只是我們很少用到它。如果你想在已經分配的內存中創建一個對象,使用new是不行的。也就是說placement new允許你在一個已經分配好的內存中(棧或堆中)構造一個新的對象。原型中void*p實際上就是指向一個已經分配好的內存緩衝區的的首地址。

我們知道使用new操作符分配內存需要在堆中查找足夠大的剩餘空間,這個操作速度是很慢的,而且有可能出現無法分配內存的異常(空間不夠)。placement new就可以解決這個問題。我們構造對象都是在一個預先準備好了的內存緩衝區中進行,不需要查找內存,內存分配的時間是常數;而且不會出現在程序運行中途出現內存不足的異常。所以,placement new非常適合那些對時間要求比較高,長時間運行不希望被打斷的應用程序。

使用方法如下:

  1. 緩衝區提前分配

可以使用堆的空間,也可以使用棧的空間,所以分配方式有如下兩種:

class MyClass {…};
char *buf=new char[N*sizeof(MyClass)+ sizeof(int) ] ; 或者char buf[N*sizeof(MyClass)+ sizeof(int) ];

  1. 對象的構造

MyClass * pClass=new(buf) MyClass;

  1. 對象的銷燬

一旦這個對象使用完畢,你必須顯式的調用類的析構函數進行銷燬對象。但此時內存空間不會被釋放,以便其他的對象的構造。

pClass->~MyClass();

  1. 內存的釋放

如果緩衝區在堆中,那麼調用delete[] buf;進行內存的釋放;如果在棧中,那麼在其作用域內有效,跳出作用域,內存自動釋放。

注意:

1) 在C++標準中,對於placement operator new []有如下的說明: placement operator new[] needs implementation-defined amount of additional storage to save a size of array. 所以我們必須申請比原始對象大小多出sizeof(int)個字節來存放對象的個數,或者說數組的大小。

2) 使用方法第二步中的new纔是placement new,其實是沒有申請內存的,只是調用了構造函數,返回一個指向已經分配好的內存的一個指針,所以對象銷燬的時候不需要調用delete釋放空間,但必須調用析構函數銷燬對象。


顯式調用構造函數和析構函數

#include <iostream>
usingnamespace std;

class MyClass
{
public:
    MyClass()
    {
        cout <<"Constructors"<< endl;
    }
    ~MyClass()
    {
        cout <<"Destructors"<< endl;
    }

};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
   MyClass* pMyClass =new MyClass;
   pMyClass->~MyClass();
   delete pMyClass;

}

結果:

Constructors

Destructors //這個是顯示調用的析構函數

Destructors // 這個是delete調用的析構函數
這有什麼用?

有時候,在對象的生命週期結束前,想先結束這個對象的時候就會派上用場了。
由此想到的:

new的時候,其實做了兩件事,一是:調用malloc分配所需內存,二是:調用構造函數。

delete的時候,也是做了兩件事,一是:調用析造函數,二是:調用free釋放內存。
所以推測構造函數也是可以顯式調用的。做了個實現。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    MyClass* pMyClass = (MyClass*)malloc(sizeof(MyClass));
     pMyClass->MyClass();
    // …
}

編譯pMyClass->MyClass()出錯:

error C2273: ‘function-style cast’ : illegal as right side of ‘->’operator

它以爲MyClass是這個類型。

解決辦法有兩個:

第一:pMyClass->MyClass::MyClass();
第二:new(pMyClass)MyClass();

第二種用法涉及C++ placement new 的用法 。

placement new的作用就是:創建對象(調用該類的構造函數)但是不分配內存,而是在已有的內存塊上面創建對象。用於需要反覆創建並刪除的對象上,可以降低分配釋放內存的性能消耗。請查閱placement new相關資料。

顯示調用構造函數有什麼用?

有時候,你可能由於效率考慮要用到malloc去給類對象分配內存,因爲malloc是不調用構造函數的,所以這個時候會派上用場了。

另外下面也是可以的,雖然內置類型沒有構造函數。

int* i = (int*)malloc(sizeof(int));
new (i) int();

感覺這些奇奇怪怪的用法最好在寫代碼庫時,爲了達到某個目時去使用,不推薦應用開發時使用。

#include <iostream> using namespace std;

   class MyClass { public:
       MyClass()
       {
           cout << "Constructors" << endl;
       }
       ~MyClass()
       {
           cout << "Destructors" << endl;
       }

   };

   int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {    MyClass* pMyClass =  new
   MyClass;    pMyClass->~MyClass();    delete pMyClass;

   }
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