"placement new"? 它 到底是什么東東呀？我也是最近幾天才聽(tīng)說(shuō)，看來(lái)對(duì)于C++我還差很遠(yuǎn)呀！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(guò)，它們是對(duì)堆中的內(nèi)存進(jìn)行申請(qǐng)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(guò)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(duì)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(duì)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(méi)有重載operator new，那么調(diào)用的就是全局的::operator new來(lái)完成堆的分配。同理，operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重載的，一般你重載的其中一個(gè)，那么最后把其余的三個(gè)都重載一遍。

至于placement new才是本文的重點(diǎn)。其實(shí)它也只是operator new的一個(gè)重載的版本，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(duì)象，使用new時(shí)行不通的。也就是說(shuō)placement new允許你在一個(gè)已經(jīng)分配好的內(nèi)存中（棧或者堆中）構(gòu)造一個(gè)新的對(duì)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(wú)法分配內(nèi)存的異常（空間不夠）。 placement new就可以解決這個(gè)問(wèn)題。我們構(gòu)造對(duì)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(huì)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(duì)時(shí)間要求比較高，長(zhǎng)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(duì)象的構(gòu)造
MyClass * pClass=new(buf) MyClass;

3. 對(duì)象的銷毀
一旦這個(gè)對(duì)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(duì)象。但此時(shí)內(nèi)存空間不會(huì)被釋放，以便其他的對(duì)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：

• 在C++標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于placement operator new []有如下的說(shuō)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(qǐng)比原始對(duì)象大小多出sizeof(int)個(gè)字節(jié)來(lái)存放對(duì)象的個(gè)數(shù)，或者說(shuō)數(shù)組的大小。
• 使用方法第二步中的new才是placement new，其實(shí)是沒(méi)有申請(qǐng)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(duì)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(duì)象。

placement new 是重載operator new 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、全局的版本，它不能夠被自定義的版本代替（不像普通版本的operator new 和 operator delete能夠被替換）。

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

placement new的執(zhí)行忽略了size_t參數(shù)，只返還第二個(gè)參數(shù)。其結(jié)果是允許用戶把一個(gè)對(duì)象放到一個(gè)特定的地方，達(dá)到調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的效果。

和其他普通的new不同的是，它在括號(hào)里多了另外一個(gè)參數(shù)。比如：
Widget * p = new Widget; - - - - - - - - - //ordinary new 
pi = new (ptr) int; pi = new (ptr) int;     //placement new

括 號(hào)里的參數(shù)ptr是一個(gè)指針，它指向一個(gè)內(nèi)存緩沖器，placement new將在這個(gè)緩沖器上分配一個(gè)對(duì)象。Placement new的返回值是這 個(gè)被構(gòu)造對(duì)象的地址(比如括號(hào)中的傳遞參數(shù))。placement new主要適用于：在對(duì)時(shí)間要求非常高的應(yīng)用程序中，因?yàn)檫@些程序分配的時(shí)間是確定 的；長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而不被打斷的程序；以及執(zhí)行一個(gè)垃圾收集器 (garbage collector)。
?    new 、operator new 和 placement new 區(qū)別
new ：不能被重載，其行為總是一致的。它先調(diào)用operator new分配內(nèi)存，然后調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化那段內(nèi)存。

operator new：要實(shí)現(xiàn)不同的內(nèi)存分配行為，應(yīng)該重載operator new，而不是new。

delete和operator delete類似。

placement new：只是operator new重載的一個(gè)版本。它并不分配內(nèi)存，只是返回指向已經(jīng)分配好的某段內(nèi)存的一個(gè)指針。因此不能刪除它，但需要調(diào)用對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)。
?    new 操作符的執(zhí)行過(guò)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(duì)象；
3. 返回相應(yīng)指針。

operator new 就像operator+一樣，是可以重載的。如果類中沒(méi)有重載operator new，那么調(diào)用的就是全局的::operator new來(lái)完成堆的分 配。同理，operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重載的，其實(shí) operator new也是operator new的一個(gè)重載的版本，只是很少用而已。如果你想在已經(jīng)分配的內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，使用new時(shí)行不通 的。也就是說(shuō)placement new允許你在一個(gè)已經(jīng)分配好的內(nèi)存中（棧或者堆中）構(gòu)造一個(gè)新的對(duì)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。
?    Placement new 存在的理由
1.用Placement new 解決buffer的問(wèn)題

問(wèn) 題描述：用new分配的數(shù)組緩沖時(shí)，由于調(diào)用了默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，因此執(zhí)行效率上不佳。若沒(méi)有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)則會(huì)發(fā)生編譯時(shí)錯(cuò)誤。如果你想在預(yù)分配的內(nèi)存上創(chuàng)建 對(duì)象，用缺省的new操作符是行不通的。要解決這個(gè)問(wèn)題，你可以用placement new構(gòu)造。它允許你構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象到預(yù)分配的內(nèi)存上。

2.增大時(shí)空效率的問(wèn)題
 
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，顯然這個(gè)操作速度是很慢的，而且有可能出現(xiàn)無(wú)法分配內(nèi)存的異常（空間不夠）。 
placement new 就可以解決這個(gè)問(wèn)題。我們構(gòu)造對(duì)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(huì)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(duì)時(shí)間要求比較高，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不希望被打斷的應(yīng)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：
1.為了保證通過(guò)placement new使用的緩存區(qū)的memory alignmen(內(nèi)存隊(duì)列)正確準(zhǔn)備，使用普通的new來(lái)分配它：在堆上進(jìn)行分配

class Task ;

char * buff = new [sizeof(Task)]; //分配內(nèi)存

(請(qǐng)注意auto或者static內(nèi)存并非都正確地為每一個(gè)對(duì)象類型排列，所以，你將不能以placement new使用它們。)

2.在棧上進(jìn)行分配

class Task ;
char buf[N*sizeof(Task)]; //分配內(nèi)存

3.還有一種方式，就是直接通過(guò)地址來(lái)使用。(必須是有意義的地址)

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

第二步：對(duì)象的分配

在剛才已分配的緩存區(qū)調(diào)用placement new來(lái)構(gòu)造一個(gè)對(duì)象。

Task *ptask = new (buf) Task
第三步：使用
按照普通方式使用分配的對(duì)象：

ptask->memberfunction();

ptask-> member;

//...

第四步：對(duì)象的析構(gòu)

一旦你使用完這個(gè)對(duì)象，你必須調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)來(lái)毀滅它。按照下面的方式調(diào)用析構(gòu)函數(shù)：

ptask->~Task(); //調(diào)用外在的析構(gòu)函數(shù)

第五步：釋放

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

delete [] buf;

跳過(guò)任何步驟就可能導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間的崩潰，內(nèi)存泄露，以及其它的意想不到的情況。如果你確實(shí)需要使用placement new，請(qǐng)認(rèn)真遵循以上的步驟。