Placement new、operator new、new operator 完全釋疑

首先我們區分下幾個容易混淆的關鍵詞：

      new（也稱作new operator）、operator new、placement new。看如下代碼：

   1: class MyClass {...}; 

   2: MyClass *p = new MyClass; 

這裏的new是上述三個關鍵字中的第一個，成爲new操作符。實際上它執行如下3個過程：

1. 調用operator new分配內存

2. 調用構造函數生成類對象

3. 返回相應指針

      placement new 是重載operator new的一個標準、全局的版本。它不能被自定義的版本代替（不像普通的operator new和operator delete能夠被替換成用戶自定義的版本）。它的原型如下：

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

       new和delete操作符我們應該都用過，它們是對堆中的內存進行申請和釋放，而這兩個都是不能被重載的。要實現不同的內存分配行爲，需要重載operator new和operator delete，而不是new和delete。

      operator new就像operator+一樣，是可以重載的。但是不能在全局對原型爲void operator new(size_t size)這個原型進行重載，一般只能在類中進行重載。如果類中沒有重載operator new，那麼調用的就是全局的::operator new來完成堆的分配。同理，operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重載的。

      至於placement new，只是operator new的一個重載的版本，只是我們很少用到它。如果你想在已經分配的內存中創建一個對象，使用new時行不通的。也就是說placement new允許你在一個已經分配好的內存中（棧或者堆中）構造一個新的對象。原型中void*p實際上就是指向一個已經分配好的內存緩衝區的的首地址。

      我們知道使用new操作符分配內存需要在堆中查找足夠大的剩餘空間，這個操作速度是很慢的，而且有可能出現無法分配內存的異常（空間不夠）。placement new就可以解決這個問題。我們構造對象都是在一個預先準備好了的內存緩衝區中進行，不需要查找內存，內存分配的時間是常數。而且不會出現在程序運行中途出現內存不足的異常。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用程序。 placement new使用方法如下：

1. 緩衝區提前分配，可以使用堆的空間，也可以使用棧的空間。所以分配方式有如下兩種：

1 2 3

class MyClass {…}; char *buf=new char[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)]; char buf[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];

2. 對象的構造

1	MyClass * pClass=new(buf) MyClass; //使用placement new

3. 對象的銷燬 
      一旦這個對象使用完畢，你必須顯式的調用類的析構函數進行銷燬對象。但此時內存空間不會被釋放，以便其他的對象的構造。

1	pClass->~MyClass();

4. 內存的釋放 
      如果緩衝區在堆中，那麼調用delete[] buf 進行內存的釋放。如果在棧中，那麼在其作用域內有效，跳出作用域，內存自動釋放。

注意：

      在C++標準中，對於placement operator new []有如下的說明： placement operator new[] needs implementation-defined amount of additional storage to save a size of array。所以我們必須申請比原始對象大小多出sizeof(int)個字節來存放對象的個數，或者說數組的大小。
      使用方法第二步中的new纔是使用placement new，其實是沒有申請內存的，只是調用了構造函數。返回一個指向已經分配好的內存的一個指針，所以對象銷燬的時候不需要調用delete釋放空間，但必須調用析構函數銷燬對象。

參考自：http://www.ksarea.com/articles/20080124_cc.html

 

以上爲網友整理的資料。下面爲一個C++權威參考資料：

      operator new分爲三種形式（前2種不調用構造函數，這點區別於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();

      第一種分配size個字節的存儲空間，並進行對象類型進行內存對齊。如果成功，返回一個非空的指針指向首地址。失敗拋出bad_alloc異常。

      第二種在分配失敗時不拋出異常，它返回一個NULL指針。

      第三種是placement new版本。它不分配內存，調用合適的構造函數在ptr所指的地方構造一個對象，之後返回實參指針ptr。

      三種版本的operator new 定義在全局命名空間，不在std中。第一、第二個版本C++默認在每個編譯單元中聲明，不需要#include <new>頭文件。第一、第二個版本可以被用戶更換和重載，定義自己的版本，第三種placement new不可重載。

例子：

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// operator new example #include <iostream> #include <new> //必須添加此頭文件，才能使用 using namespace std;   struct myclass {myclass() {cout <<"myclass constructed\n";}};   int main () {      int * p1 = new int; // same as: // int * p1 = (int*) operator new (sizeof(int));      int * p2 = new (nothrow)int; // same as: // int * p2 = (int*) operator new (sizeof(int),nothrow);      myclass * p3 = (myclass*) operator new (sizeof(myclass)); // (!) not the same as: // myclass * p3 = new myclass; // (constructor not called by function call, even for non-POD types)      new (p3) myclass;   // calls constructor // same as: // operator new (sizeof(myclass),p3)      return 0; }

輸出：myclass constructed

重載operator new    

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class Base { public:   Base() { }     void *operatornew(size_t size, string str ) {     cout << "Logging an allocation of " << size << " bytes for new object'" << str << "'" << endl;     return malloc( size );   }     int var;   double var2; };   ...   Base* b = new ("Base instance 1") Base;

      輸出： Logging an allocation of 12 bytes for new object 'Base instance 1'

new operator的四種用法

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pointer = new type; pointer = new type( initializer ); pointer = new type[size]; pointer = new( arg-list ) type...    //4th vision   Foo *foo; foo = new(nothrow) Foo();            //use the 4th vision assert( foo );

      其中，nothrow爲 C++預定義的std::nothrow_t類型全局常量。

我的理解

      operator new可以被重載，它的三個版本本質上是函數，它們只分配空間，不調用構造函數。而new、delete（也叫做new operator、delete operator）不可被重載，它們是運算符，分配空間，並且調用構造函數。

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http://blog.csdn.net/xiaobo68688/article/details/5650516