Placement new、operator new、new operator 完全释疑
来源:互联网 发布:在线播放app源码 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 00:40
Placement new、operator new、new operator 完全释疑
首先我们区分下几个容易混淆的关键词:
new(也称作new operator)、operator new、placement new。看如下代码:
1: class MyClass {...};
2: MyClass *p = new MyClass;
这里的new是上述三个关键字中的第一个,成为new操作符。实际上它执行如下3个过程:
1. 调用operator new分配内存
2. 调用构造函数生成类对象
3. 返回相应指针
placement new 是重载operator new的一个标准、全局的版本。它不能被自定义的版本代替(不像普通的operator new和operator delete能够被替换成用户自定义的版本)。它的原型如下:
1
void
*operator
new
(
size_t
,
void
*p )
throw
() {
return
p; }
new和delete操作符我们应该都用过,它们是对堆中的内存进行申请和释放,而这两个都是不能被重载的。要实现不同的内存分配行为,需要重载operator new和operator delete,而不是new和delete。
operator new就像operator+一样,是可以重载的。但是不能在全局对原型为void operator new(size_t size)这个原型进行重载,一般只能在类中进行重载。如果类中没有重载operator new,那么调用的就是全局的::operator new来完成堆的分配。同理,operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重载的。
至于placement new,只是operator new的一个重载的版本,只是我们很少用到它。如果你想在已经分配的内存中创建一个对象,使用new时行不通的。也就是说placement new允许你在一个已经分配好的内存中(栈或者堆中)构造一个新的对象。原型中void*p实际上就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的的首地址。
我们知道使用new操作符分配内存需要在堆中查找足够大的剩余空间,这个操作速度是很慢的,而且有可能出现无法分配内存的异常(空间不够)。placement new就可以解决这个问题。我们构造对象都是在一个预先准备好了的内存缓冲区中进行,不需要查找内存,内存分配的时间是常数。而且不会出现在程序运行中途出现内存不足的异常。所以,placement new非常适合那些对时间要求比较高,长时间运行不希望被打断的应用程序。 placement new使用方法如下:
1. 缓冲区提前分配,可以使用堆的空间,也可以使用栈的空间。所以分配方式有如下两种:
1
class
MyClass {…};
2
char
*buf=
new
char
[N*
sizeof
(MyClass)+
sizeof
(
int
)];
3
char
buf[N*
sizeof
(MyClass)+
sizeof
(
int
)];
2. 对象的构造
1
MyClass * pClass=
new
(buf) MyClass;
//使用placement new
3. 对象的销毁
一旦这个对象使用完毕,你必须显式的调用类的析构函数进行销毁对象。但此时内存空间不会被释放,以便其他的对象的构造。1
pClass->~MyClass();
4. 内存的释放
如果缓冲区在堆中,那么调用delete[] buf 进行内存的释放。如果在栈中,那么在其作用域内有效,跳出作用域,内存自动释放。
注意:
在C++标准中,对于placement operator new []有如下的说明: placement operator new[] needs implementation-defined amount of additional storage to save a size of array。所以我们必须申请比原始对象大小多出sizeof(int)个字节来存放对象的个数,或者说数组的大小。
使用方法第二步中的new才是使用placement new,其实是没有申请内存的,只是调用了构造函数。返回一个指向已经分配好的内存的一个指针,所以对象销毁的时候不需要调用delete释放空间,但必须调用析构函数销毁对象。
参考自:http://www.ksarea.com/articles/20080124_cc.html
以上为网友整理的资料。下面为一个C++权威参考资料:
operator new分为三种形式(前2种不调用构造函数,这点区别于new operator):
1: void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
2: void* operator new (std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow_constant) throw();
3: void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();
第一种分配size个字节的存储空间,并进行对象类型进行内存对齐。如果成功,返回一个非空的指针指向首地址。失败抛出bad_alloc异常。
第二种在分配失败时不抛出异常,它返回一个NULL指针。
第三种是placement new版本。它不分配内存,调用合适的构造函数在ptr所指的地方构造一个对象,之后返回实参指针ptr。
三种版本的operator new 定义在全局命名空间,不在std中。第一、第二个版本C++默认在每个编译单元中声明,不需要#include <new>头文件。第一、第二个版本可以被用户更换和重载,定义自己的版本,第三种placement new不可重载。
例子:
01
// operator new example
02
#include <iostream>
03
#include <new>
04
using
namespace
std;
05
06
struct
myclass {myclass() {cout <<
"myclass constructed/n"
;}};
07
08
int
main () {
09
10
int
* p1 =
new
int
;
11
// same as:
12
// int * p1 = (int*) operator new (sizeof(int));
13
14
int
* p2 =
new
(
nothrow
)
int
;
15
// same as:
16
// int * p2 = (int*) operator new (sizeof(int),nothrow);
17
18
myclass * p3 = (myclass*) operator
new
(
sizeof
(myclass));
19
// (!) not the same as:
20
// myclass * p3 = new myclass;
21
// (constructor not called by function call, even for non-POD types)
22
23
new
(p3) myclass;
// calls constructor
24
// same as:
25
// operator new (sizeof(myclass),p3)
26
27
return
0;
28
}
输出:myclass constructed
重载operator new
01
class
Base {
02
public
:
03
Base() { }
04
05
void
*operator
new
(
size_t
size, string str ) {
06
cout <<
"Logging an allocation of "
<< size <<
" bytes for new object'"
<< str <<
"'"
<< endl;
07
return
malloc
( size );
08
}
09
10
int
var;
11
double
var2;
12
};
13
14
...
15
16
Base* b =
new
(
"Base instance 1"
) Base;
输出: Logging an allocation of 12 bytes for new object 'Base instance 1'
new operator的四种用法
1
pointer =
new
type;
2
pointer =
new
type( initializer );
3
pointer =
new
type[size];
4
pointer =
new
( arg-list ) type...
//4th vision
5
6
Foo *foo;
7
foo =
new
(
nothrow
) Foo();
//use the 4th vision
8
assert
( foo );
其中,nothrow为 C++预定义的std::nothrow_t类型全局常量。
我的理解
operator new可以被重载,它的三个版本本质上是函数,它们只分配空间,不调用构造函数。而new、delete(也叫做new operator、delete operator)不可被重载,它们是运算符,分配空间,并且调用构造函数。
相关参考:
http://blog.csdn.net/selooloo/archive/2010/06/12/5667176.aspx
http://hi.baidu.com/%C7%C6%C0%B4%C7%C3%C8%A5/blog/item/99821106f9d3abc47b8947b9.html
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