plac++ement new 是 c++ 中用于在已分配内存上构造对象的特殊 new 运算符。1. 它不分配新内存，而是使用已有缓冲区构造对象；2. 使用后需手动调用析构函数并释放内存；3. 常用于内存池管理、自定义分配器、序列化及嵌入式系统；4. 其底层原理是重载 operator new，直接返回传入指针；5. 与常规 new 的区别在于仅构造对象而非分配内存；6. 避免内存泄漏的方法包括手动调用析构函数和使用 raii 封装管理；7. 可结合自定义分配器实现高效内存控制，如固定大小块分配器。
placement new 是 C++ 中一种特殊的
new
运算符用法，它允许你在已分配的内存上构造对象，而不是像常规
new
那样分配新的内存。这在某些特定场景下非常有用，例如内存池管理、自定义内存分配器以及需要精确控制对象生命周期的情况。
解决方案
Placement new 的基本语法是：
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
void* buffer = malloc(sizeof(MyClass)); // 分配内存MyClass* obj = new (buffer) MyClass(constructor_arguments); // 在 buffer 上构造 MyClass 对象
这里，
new (buffer) MyClass(constructor_arguments)
就是 placement new 的使用方式。它不会分配新的内存，而是使用
buffer
指向的内存地址来构造
MyClass
对象。
需要注意的是，使用 placement new 构造的对象，其析构函数需要手动调用，并且需要手动释放内存（如果
buffer
是通过
malloc
等方式分配的）。
obj->~MyClass(); // 手动调用析构函数free(buffer); // 释放内存
使用 placement new 的场景
内存池管理： 当你需要频繁创建和销毁对象，但又不想每次都进行内存分配和释放时，可以使用内存池。内存池预先分配一块大的内存，然后使用 placement new 在这块内存上构造对象，避免了频繁的系统调用，提高了效率。自定义内存分配器： 如果你需要自定义内存分配策略，例如使用特定的对齐方式或从特定的内存区域分配内存，可以使用 placement new 在自定义分配的内存上构造对象。对象序列化和反序列化： 在对象序列化和反序列化过程中，可能需要在已分配的缓冲区中重新构造对象。Placement new 可以方便地实现这一点。嵌入式系统： 在资源受限的嵌入式系统中，精确控制内存分配至关重要。Placement new 允许开发者在预先分配的内存区域中创建对象，避免动态内存分配带来的不确定性。
Placement new 的底层原理
Placement new 实际上是一个重载的
operator new
函数。通常情况下，
operator new
负责分配内存并返回指向该内存的指针。而 placement new 版本的
operator new
只是简单地返回传入的指针，不做任何内存分配操作。构造对象的工作由构造函数完成，构造函数会在传入的内存地址上初始化对象。
副标题1：Placement new 与常规 new 的区别是什么？
常规
new
运算符负责两件事情：分配内存和构造对象。而 placement new 只负责构造对象，它假设内存已经分配好了。这意味着使用 placement new 需要手动分配和释放内存，而常规
new
则会自动处理这些事情。此外，常规
new
返回的是指向新分配内存的指针，而 placement new 返回的是传入的内存地址。一个很容易犯的错误是忘记手动调用析构函数和释放内存，导致内存泄漏或资源未释放。
副标题2：使用 Placement new 如何避免内存泄漏？
避免内存泄漏的关键在于确保每个使用 placement new 构造的对象都正确地调用了析构函数，并且分配的内存也被正确地释放。一种常见的做法是使用 RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 技术，将内存分配和释放封装在一个类中，利用对象的生命周期来管理内存。例如：
template class PlacementNewWrapper {public: PlacementNewWrapper(size_t size) : buffer_(malloc(size)), obj_(nullptr), size_(size) {} ~PlacementNewWrapper() { if (obj_) { obj_->~T(); } free(buffer_); } T* construct(auto&&... args) { obj_ = new (buffer_) T(std::forward(args)...); return obj_; }private: void* buffer_; T* obj_; size_t size_;};// 使用示例PlacementNewWrapper wrapper(sizeof(MyClass));MyClass* myObj = wrapper.construct(arg1, arg2);// 不需要手动释放内存和调用析构函数，wrapper 对象销毁时会自动处理
副标题3：Placement new 在实现自定义内存分配器中的具体应用？
自定义内存分配器通常会维护一块大的内存池，然后根据需要从内存池中分配内存。Placement new 可以与自定义内存分配器结合使用，在分配到的内存块上构造对象。例如，可以实现一个简单的固定大小块分配器：
class FixedSizeAllocator {public: FixedSizeAllocator(size_t blockSize, size_t blockCount) : blockSize_(blockSize), blockCount_(blockCount), memory_(malloc(blockSize * blockCount)), freeList_(nullptr) { char* current = static_cast(memory_); for (size_t i = 0; i < blockCount; ++i) { *reinterpret_cast(current) = freeList_; freeList_ = current; current += blockSize; } } ~FixedSizeAllocator() { free(memory_); } void* allocate() { if (!freeList_) { return nullptr; // 内存池已满 } void* block = freeList_; freeList_ = *reinterpret_cast(freeList_); return block; } void deallocate(void* block) { *reinterpret_cast(block) = freeList_; freeList_ = block; }private: size_t blockSize_; size_t blockCount_; void* memory_; void* freeList_;};// 使用示例FixedSizeAllocator allocator(sizeof(MyClass), 10);void* memory = allocator.allocate();if (memory) { MyClass* obj = new (memory) MyClass(arg1, arg2); // ... 使用 obj ... obj->~MyClass(); allocator.deallocate(memory);}
在这个例子中，
FixedSizeAllocator
管理一块固定大小的内存池，
allocate
方法返回一个可用的内存块，
deallocate
方法将内存块返回到内存池。Placement new 用于在
allocate
返回的内存块上构造
MyClass
对象。
以上就是什么是C++中的placement new 直接内存构造的特殊用法解析的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：程序猿，转转请注明出处：https://www.chuangxiangniao.com/p/1469412.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
