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為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,那么調用的就是全局的::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,那么最好把其余三個都重載一遍。
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沖區的的首地址。
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余空間,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。
使用方法如下:
1. 緩沖區提前分配
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) ];
2. 對象的構造
MyClass * pClass=new(buf) MyClass; //構造第0個對象
MyClass * pClass1=new(buf+1) MyClass; //構造第一個對象
MyClass * pClass2=new(buf+2) MyClass; //構造第二個對象
MyClass * pClassArray=new(buf+3) MyClass[6]; //構造從第3個元素開始的,長度為6的數組
3. 對象的銷毀
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毀對象。但此時內存空間不會被釋放,以便其他的對象的構造。
pClass->~MyClass();
pClass1->~MyClass();
......
pClassArray[5]->~MyClass();
4. 內存的釋放
如果緩沖區在堆中,那么調用delete[] buf;進行內存的釋放;如果在棧中,那么在其作用域內有效,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才是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,所以對象銷毀的時候不需要調用delete釋放空間,但必須調用析構函數銷毀對象。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
今天跟同事聊天,他說到STL源碼有用到顯示調用析構函數。試一了一下。果然能行。
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
這有什么用?
有時候,在對象的生命周期結束前,想先結束這個對象的時候就會派上用場了。
由此想到的:
因為我知道。
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
天啊,它以為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。用于需要反復創建并刪除的對象上,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么用?
有時候,你可能由于效率考慮要用到malloc去給類對象分配內存,因為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,為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;
}