"placement new"?
它
到底是什么東東呀?我也是最近幾天才聽說(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。