placement new

看起来不可能的事情在C++中总能找到解决的办法。
正如，直接调用构造函数是不可能的，然而可以用placement new 欺骗编译器调用构造函数。
--------------------------------------------------
1、placement new 为何物？
placement new 是重载operator new 的一个标准、全局的版本，它不能够被自定义的版本代替（不像普通版本的operator new 和 operator delete能够被替换）。
void *operator new( size_t, void *p ) throw()
    { return p; }
placement new的执行忽略了size_t参数，只返还第二个参数。其结果是允许用户把一个对象放到一个特定的地方，达到调用构造函数的效果。
class SPort { ... }; // represents a serial port
const int comLoc = 0x00400000; // location of a port
//...
void *comAddr = reinterpret_cast<void *>(comLoc);
SPort *com1 = new (comAddr) SPort; // create object at comLoc
com1->~SPort(); //释放
2、new 、operator new 和 placement new 一样吗？
new ：不能被重载，其行为总是一致的。它先调用operator new分配内存，然后调用构造函数初始化那段内存。
operator new：要实现不同的内存分配行为，应该重载operator new，而不是new。
delete和operator delete类似。
placement new：只是operator new重载的一个版本。它并不分配内存，只是返回指向已经分配好的某段内存的一个指针。因此不能删除它，但需要调用对象的析构函数。
3、在已有的内存上用placement new分配数组
const int numComs = 4;
//...
SPort *comPorts = new (comAddr) SPort[numComs]; // create array
int i = numComs;
while( i )
    comPorts[--i].~SPort();
4、用Placement new 解决buffer的问题
用new分配的数组缓冲时，由于调用了默认构造函数，因此执行效率上不佳。若没有默认构造函数则会发生编译时错误。用Placement new可以解决此类问题。
const size_t n = sizeof(string) * BUFSIZE;
string *sbuf = static_cast<string *>(::operator new( n ));
int size = 0;
//此时，buffer还没有初始化，因此需要用 placement new 调用copy构造函数初始化。
void append( string buf[], int &size, const string &val )
    { new (&buf[size++]) string( val ); } // placement new
//最后的清理
void cleanupBuf( string buf[], int size ) {
    while( size )
        buf[--size].~string(); // destroy initialized elements
    ::operator delete( buf ); // free storage
}
==============================================
标准的开始<new>由一个特别的操作符new来定义，这个就是我们熟知的placement new。和其他普通的new不同的是，它在括号里多了另外一个参数。比如：
Widget * p = new Widget; //ordinary new //普通的new pi = new (ptr) int;
pi = new (ptr) int; //placement new
括号里的参数是一个指针，它指向一个内存缓冲器，placement new将在这个缓冲器上分配一个对象。Placement new的返回值是这个被构造对象的地址(比如扣号中的传递参数)。placement new主要适用于：在对时间要求非常高的应用程序中，因为这些程序分配的时间是确定的；长时间运行而不被打断的程序；以及执行一个垃圾收集器(garbage collector)。
使用方法在很多情况下，placement new的使用方法和其他普通的new有所不同。这里提供了它的使用步骤。
第一步 缓存提前分配为了保证通过placement new使用的缓存区的memory alignmen(内存队列)正确准备，使用普通的new来分配它：
class Task ;
char * buff = new [sizeof(Task)]; //分配内存
(请注意auto或者static内存并非都正确地为每一个对象类型排列，所以，你将不能以placement new使用它们。)
第二步：对象的分配在刚才已分配的缓存区调用placement new来构造一个对象。
Task *ptask = new(buff) Task
第三步：使用按照普通方式使用分配的对象：
ptask->suspend();
ptask->resume();
//...
第四步：对象的毁灭一旦你使用完这个对象，你必须调用它的析构函数来毁灭它。按照下面的方式调用析构函数：
ptask->~Task(); //调用外在的析构函数
第五步：释放你可以反复利用缓存并给它分配一个新的对象（重复步骤2，3，4）如果你不打算再次使用这个缓存，你可以象这样释放它：
delete [] buff;
跳过任何步骤就可能导致运行时间的崩溃，内存泄露，以及其它的意想不到的情况。如果你确实需要使用placement new，请认真遵循以上的步骤。
在使用placement new的时候，你要记住以下几点：
加上头文件#include <new>;
你可以用placement new构造一个数组中的元素。
要析构一个用placement new分配的对象，你应该手工调用析构函数（并不存在一个“placement delete”）。它的语法如下：
pFirst->;~CTest();
pSecond->;~CTest();
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：
void *operator new( size_t, void *p ) throw() { return p; }
首先我们区分下几个容易混淆的关键词：new、operator new、placement new
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，而不是new和delete。
看如下代码：
class MyClass {…};
MyClass * p=new MyClass;
这里的new实际上是执行如下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。
operator new就像operator+一样，是可以重载的。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，一般你重载的其中一个，那么最后把其余的三个都重载一遍。
至于placement new才是本文的重点。其实它也只是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。
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：
class MyClass {…};
char *buf=new char[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];或者char buf[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];
2. 对象的构造
MyClass * pClass=new(buf) MyClass;
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。
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。

文章出处：
http://www.diybl.com/course/3_program/c++/cppsl/200853/112315.html