C++中placement new操作符(经典)
placement new是重載operator new的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、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(qū)分下幾個(gè)容易混淆的關(guān)鍵詞:new、operator new、placement new
new和delete操作符我們應(yīng)該都用過,它們是對堆中的內(nèi)存進(jìn)行申請和釋放,而這兩個(gè)都是不能被重載的。要實(shí)現(xiàn)不同的內(nèi)存分配行為,需要重載operator new,而不是new和delete。
看如下代碼:
class MyClass {…};
MyClass * p=new MyClass;
這里的new實(shí)際上是執(zhí)行如下3個(gè)過程:
1調(diào)用operator new分配內(nèi)存;
2調(diào)用構(gòu)造函數(shù)生成類對象;
3返回相應(yīng)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為void operator new(size_t size)這個(gè)原型進(jìn)行重載,一般只能在類中進(jìn)行重載。如果類中沒有重載operator new,那么調(diào)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(gè),那么最好把其余三個(gè)都重載一遍。
placement new是operator new的一個(gè)重載版本,只是我們很少用到它。如果你想在已經(jīng)分配的內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)對象,使用new是不行的。也就是說placement new允許你在一個(gè)已經(jīng)分配好的內(nèi)存中(棧或堆中)構(gòu)造一個(gè)新的對象。原型中void*p實(shí)際上就是指向一個(gè)已經(jīng)分配好的內(nèi)存緩沖區(qū)的的首地址。
我們知道使用new操作符分配內(nèi)存需要在堆中查找足夠大的剩余空間,這個(gè)操作速度是很慢的,而且有可能出現(xiàn)無法分配內(nèi)存的異常(空間不夠)。placement new就可以解決這個(gè)問題。我們構(gòu)造對象都是在一個(gè)預(yù)先準(zhǔn)備好了的內(nèi)存緩沖區(qū)中進(jìn)行,不需要查找內(nèi)存,內(nèi)存分配的時(shí)間是常數(shù);而且不會出現(xiàn)在程序運(yùn)行中途出現(xiàn)內(nèi)存不足的異常。所以,placement new非常適合那些對時(shí)間要求比較高,長時(shí)間運(yùn)行不希望被打斷的應(yīng)用程序。
使用方法如下:
1.?緩沖區(qū)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) ];
2.?對象的構(gòu)造
MyClass * pClass=new(buf) MyClass;
3.?對象的銷毀
一旦這個(gè)對象使用完畢,你必須顯式的調(diào)用類的析構(gòu)函數(shù)進(jìn)行銷毀對象。但此時(shí)內(nèi)存空間不會被釋放,以便其他的對象的構(gòu)造。
pClass->~MyClass();
4.?內(nèi)存的釋放
如果緩沖區(qū)在堆中,那么調(diào)用delete[] buf;進(jìn)行內(nèi)存的釋放;如果在棧中,那么在其作用域內(nèi)有效,跳出作用域,內(nèi)存自動(dòng)釋放。
注意:
1)????????在C++標(biāo)準(zhǔn)中,對于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(gè)字節(jié)來存放對象的個(gè)數(shù),或者說數(shù)組的大小。
2)????????使用方法第二步中的new才是placement new,其實(shí)是沒有申請內(nèi)存的,只是調(diào)用了構(gòu)造函數(shù),返回一個(gè)指向已經(jīng)分配好的內(nèi)存的一個(gè)指針,所以對象銷毀的時(shí)候不需要調(diào)用delete釋放空間,但必須調(diào)用析構(gòu)函數(shù)銷毀對象。
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顯式調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)今天跟同事聊天,他說到STL源碼有用到顯示調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。試一了一下。果然能行。
#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(jié)果:
Constructors
Destructors??????? //這個(gè)是顯示調(diào)用的析構(gòu)函數(shù)
Destructors??????? // 這個(gè)是delete調(diào)用的析構(gòu)函數(shù)
?
這有什么用??
有時(shí)候,在對象的生命周期結(jié)束前,想先結(jié)束這個(gè)對象的時(shí)候就會派上用場了。
?
由此想到的:?
因?yàn)槲抑馈?/p>
new的時(shí)候,其實(shí)做了兩件事,一是:調(diào)用malloc分配所需內(nèi)存,二是:調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。
delete的時(shí)候,也是做了兩件事,一是:調(diào)用析造函數(shù),二是:調(diào)用free釋放內(nèi)存。
所以推測構(gòu)造函數(shù)也是可以顯式調(diào)用的。做了個(gè)實(shí)現(xiàn)。
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {MyClass* pMyClass = (MyClass*)malloc(sizeof(MyClass));pMyClass->MyClass();// … }編譯pMyClass->MyClass()出錯(cuò):
error C2273: 'function-style cast' : illegal as right side of '->'operator
天啊,它以為MyClass是這個(gè)類型。
解決辦法有兩個(gè):
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(chuàng)建對象(調(diào)用該類的構(gòu)造函數(shù))但是不分配內(nèi)存,而是在已有的內(nèi)存塊上面創(chuàng)建對象。用于需要反復(fù)創(chuàng)建并刪除的對象上,可以降低分配釋放內(nèi)存的性能消耗。請查閱placement?new相關(guān)資料。
顯示調(diào)用構(gòu)造函數(shù)有什么用??
有時(shí)候,你可能由于效率考慮要用到malloc去給類對象分配內(nèi)存,因?yàn)閙alloc是不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的,所以這個(gè)時(shí)候會派上用場了。
另外下面也是可以的,雖然內(nèi)置類型沒有構(gòu)造函數(shù)。
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(shí),為了達(dá)到某個(gè)目時(shí)去使用,不推薦應(yīng)用開發(fā)時(shí)使用。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的C++中placement new操作符(经典)的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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