【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。
問題
c++中的new操作符通常完成兩個工作分配內(nèi)存及調(diào)用相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。
請問:
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),只返還第二個參數(shù)。
其結(jié)果是允許用戶把一個對象放到一個特定的地方,達(dá)到調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的效果。
用法如下:
#include
輸出:
Constructor Constructor Destructor
和其他普通的new不同的是,它在括號里多了另外一個參數(shù)。比如:
Widget*p=newWidget;---------//ordinarynew pi=new(ptr)int;pi=new(ptr)int;//placementnew
括號里的參數(shù)ptr是一個指針,它指向一個內(nèi)存緩沖器,placement new將在這個緩沖器上分配一個對象。
Placement new的返回值是這 個被構(gòu)造對象的地址(比如括號中的傳遞參數(shù))。
placement new主要適用于:在對時間要求非常高的應(yīng)用程序中,因為這些程序分配的時間是確定 的;長時間運行而不被打斷的程序;以及執(zhí)行一個垃圾收集器 (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)存的一個指針。因此不能刪除它,但需要調(diào)用對象的析構(gòu)函數(shù)。
new 操作符的執(zhí)行過程
調(diào)用operator new分配內(nèi)存 ;
調(diào)用構(gòu)造函數(shù)生成類對象;
返回相應(yīng)指針。
placement new允許你在一個已經(jīng)分配好的內(nèi)存中(?;蛘叨阎校?gòu)造一個新的對象。原型中void*p實際上就是指向一個已經(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的問題
問題描述:
用new分配的數(shù)組緩沖時,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。若沒有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)則會發(fā)生編譯時錯誤。如果你想在預(yù)分配的內(nèi)存上創(chuàng)建對象,用缺省的new操作符是行不通的。要解決這個問題,你可以用placement new構(gòu)造。它允許你構(gòu)造一個新對象到預(yù)分配的內(nèi)存上。
增大時空效率的問題
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,顯然這個操作速度是很慢的,而且有可能出現(xiàn)無法分配內(nèi)存的異常(空間不夠)。
placement new 就可以解決這個問題。我們構(gòu)造對象都是在一個預(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)存分配的時間是常數(shù);而且不會出現(xiàn)在程序運行中途出現(xiàn)內(nèi) 存不足的異常。所以,placement new非常適合那些對時間要求比較高,長時間運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placement new使用的緩存區(qū)的memory alignmen(內(nèi)存隊列)正確準(zhǔn)備,使用普通的new來分配它:在堆上進(jìn)行分配
classTask; char*buff=new[sizeof(Task)];//分配內(nèi)存
(請注意auto或者static內(nèi)存并非都正確地為每一個對象類型排列,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,就是直接通過地址來使用。(必須是有意義的地址)
void*buf=reinterpret_cast
第二步:對象的分配
在剛才已分配的緩存區(qū)調(diào)用placement new來構(gòu)造一個對象。
Task*ptask=new(buf)Task
第三步:使用
按照普通方式使用分配的對象:
ptask->memberfunction(); ptask->member; //...
第四步:對象的析構(gòu)
一旦你使用完這個對象,你必須調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)來毀滅它。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新的對象(重復(fù)步驟2,3,4)如果你不打算再次使用這個緩存,你可以象這樣釋放它:
delete[]buf;
跳過任何步驟就可能導(dǎo)致運行時間的崩潰,內(nèi)存泄露,以及其它的意想不到的情況。如果你確實需要使用placement new,請認(rèn)真遵循以上的步驟。
性能對比
采用placement new和new的方式創(chuàng)建和刪除對象一萬次,統(tǒng)計時間,單位是us。
intmain() { { uint64_tstart=GetCurrentTimeInMicroSeconds(); for(uint32_ti=0;i10000;?++i) ????????{ ????????????Test*?test?=?new(gMemoryCache)?Test(); ????????????test->~Test(); } std::cout<
結(jié)果:
placementnew:186 new:1448
結(jié)論:在頻繁構(gòu)造和析構(gòu)對象的場景中,placement new對性能有7倍的提升。
責(zé)任編輯:lq
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原文標(biāo)題:如何讓 new 操作符只構(gòu)造,不申請內(nèi)存
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