如何讓new操作符不分配內(nèi)存，只構(gòu)造

【導(dǎo)讀】：本文主要介紹如何讓new操作符不分配內(nèi)存，只構(gòu)造。

問(wèn)題

c++中的new操作符通常完成兩個(gè)工作分配內(nèi)存及調(diào)用相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。

請(qǐng)問(wèn)：

如何讓new操作符不分配內(nèi)存，只調(diào)用構(gòu)造函數(shù)？

這樣的用法有什么用？

placement new的含義

placement new可以實(shí)現(xiàn)不分配內(nèi)存，只調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。

void*operatornew(size_t,void*p)throw(){returnp;}

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。

用法如下：

#include #include classTest { public: Test() { std::cout<~Test(); } }

輸出：

Constructor Constructor Destructor

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=newWidget;---------//ordinarynew pi=new(ptr)int;pi=new(ptr)int;//placementnew

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。delete首先調(diào)用對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)，然后調(diào)用operator delete釋放掉所使用的內(nèi)存。

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

調(diào)用operator new分配內(nèi)存 ；

調(diào)用構(gòu)造函數(shù)生成類對(duì)象；

返回相應(yīng)指針。

placement new允許你在一個(gè)已經(jīng)分配好的內(nèi)存中（?；蛘叨阎校?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

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。

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：

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

classTask; 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。)

在棧上進(jìn)行分配

classTask; charbuf[N*sizeof(Task)];//分配內(nèi)存

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(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。

性能對(duì)比

采用placement new和new的方式創(chuàng)建和刪除對(duì)象一萬(wàn)次，統(tǒng)計(jì)時(shí)間，單位是us。

intmain() { { uint64_tstart=GetCurrentTimeInMicroSeconds(); for(uint32_ti=0;i~Test(); } std::cout<

結(jié)果：

placementnew:186 new:1448

結(jié)論：在頻繁構(gòu)造和析構(gòu)對(duì)象的場(chǎng)景中，placement new對(duì)性能有7倍的提升。

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