問題

c++中的new操作符　通常完成兩個工作　分配內存及調用相應的構造函數。

請問：

• 如何讓new操作符不分配內存，只調用構造函數？

• 這樣的用法有什么用？

placement new的含義

placement new可以實現不分配內存，只調用構造函數。

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

placement new的執行忽略了size_t參數，只返還第二個參數。

其結果是允許用戶把一個對象放到一個特定的地方，達到調用構造函數的效果。

用法如下：

#include?<iostream> #include?<new>class?Test { public:Test(){std::cout?<<?"Constructor"?<<?std::endl;};~Test(){std::cout?<<?"Destructor"?<<?std::endl;} private:char?mA;char?mB; };char*?gMemoryCache?=?(char?*)malloc(sizeof(Test));int?main() {{Test*?test?=?new(gMemoryCache)?Test();}{Test*?test?=?new(gMemoryCache)?Test();test->~Test();} }

輸出：

Constructor Constructor Destructor

和其他普通的new不同的是，它在括號里多了另外一個參數。比如：

Widget?*?p?=?new?Widget;?-?-?-?-?-?-?-?-?-?//ordinary?new? pi?=?new?(ptr)?int;?pi?=?new?(ptr)?int;?????//placement?new

括號里的參數ptr是一個指針，它指向一個內存緩沖器，placement new將在這個緩沖器上分配一個對象。

Placement new的返回值是這 個被構造對象的地址(比如括號中的傳遞參數)。

placement new主要適用于：在對時間要求非常高的應用程序中，因為這些程序分配的時間是確定 的；長時間運行而不被打斷的程序；以及執行一個垃圾收集器 (garbage collector)。

new 、operator new 和 placement new 區別

new ：不能被重載，其行為總是一致的。它先調用operator new分配內存，然后調用構造函數初始化那段內存。

operator new：要實現不同的內存分配行為，應該重載operator new，而不是new。

delete和operator delete類似。delete首先調用對象的析構函數，然后調用operator delete釋放掉所使用的內存。

placement new：只是operator new重載的一個版本。它并不分配內存，只是返回指向已經分配好的某段內存的一個指針。因此不能刪除它，但需要調用對象的析構函數。

new 操作符的執行過程

調用operator new分配內存 ；

調用構造函數生成類對象；

返回相應指針。

placement new允許你在一個已經分配好的內存中（棧或者堆中）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 好的內存緩沖區的的首地址。

Placement new 存在的理由

用Placement new 解決buffer的問題

問題描述：

用new分配的數組緩沖時，由于調用了默認構造函數，因此執行效率上不佳。若沒有默認構造函數則會發生編譯時錯誤。如果你想在預分配的內存上創建對象，用缺省的new操作符是行不通的。要解決這個問題，你可以用placement new構造。它允許你構造一個新對象到預分配的內存上。

增大時空效率的問題

使用new操作符分配內存需要在堆中查找足夠大的剩余空間，顯然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沖區中進行，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。

使用步驟

在很多情況下，placement new的使用方法和其他普通的new有所不同。這里提供了它的使用步驟。

第一步 緩存提前分配

有三種方式：

為了保證通過placement new使用的緩存區的memory alignmen(內存隊列)正確準備，使用普通的new來分配它：在堆上進行分配

class?Task?; char?*?buff?=?new?[sizeof(Task)];?//分配內存

(請注意auto或者static內存并非都正確地為每一個對象類型排列，所以，你將不能以placement new使用它們。)

在棧上進行分配

class?Task?; char?buf[N*sizeof(Task)];?//分配內存

還有一種方式，就是直接通過地址來使用。(必須是有意義的地址)

void*?buf?=?reinterpret_cast<void*>?(0xF00F);

第二步：對象的分配

在剛才已分配的緩存區調用placement new來構造一個對象。

Task?*ptask?=?new?(buf)?Task

第三步：使用

按照普通方式使用分配的對象：

ptask->memberfunction(); ptask->?member; //...

第四步：對象的析構

一旦你使用完這個對象，你必須調用它的析構函數來毀滅它。按照下面的方式調用析構函數：

ptask->~Task();?//調用外在的析構函數

第五步：釋放

你可以反復利用緩存并給它分配一個新的對象（重復步驟2，3，4）如果你不打算再次使用這個緩存，你可以象這樣釋放它：

delete?[]?buf;

跳過任何步驟就可能導致運行時間的崩潰，內存泄露，以及其它的意想不到的情況。如果你確實需要使用placement new，請認真遵循以上的步驟。

性能對比

采用placement new和new的方式創建和刪除對象一萬次，統計時間，單位是us。

int?main() {{uint64_t?start?=?GetCurrentTimeInMicroSeconds();for?(uint32_t?i?=?0;?i?<?10000;?++i){Test*?test?=?new(gMemoryCache)?Test();test->~Test();}std::cout?<<?GetCurrentTimeInMicroSeconds()?-?start?<<?std::endl;}{uint64_t?start?=?GetCurrentTimeInMicroSeconds();for?(uint32_t?i?=?0;?i?<?10000;?++i){Test*?test?=?new?Test();delete?test;}std::cout?<<?GetCurrentTimeInMicroSeconds()?-?start?<<?std::endl;} }

結果：

placement?new:?186 new?:?1448

結論：在頻繁構造和析構對象的場景中，placement new對性能有7倍的提升。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的如何让new操作符只构造，不申请内存的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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