在处理内存分配的时候,C++程序员会用new操作符(operator new)来分配内存,并用delete操作符(operator delete)来释放内存。这是一个new操作符的例子。
class CTest
{
/* 成员函数和成员数据 */
};
// . . . 代码
// 分配一个对象
CTest * pTest = new Test;
// 分配一个有十个对象的数组 (CTest 要有缺省构造函数(default constuctor))
CTest * p10Tests = new Test[ 10];
虽然这种写法在大多数时候都工作得很好,但还是有些情况下使用new是很烦人的,比如当你想重新分配一个数组或者当你想在预分配的内存上构造一个对象的时候。
比如第一种情况,重新分配一个数组效率是很低的:
// 分配一个有10个对象的数组
CTest * pTests = new Test[ 10];
// . . .
// 假设现在我们需要11个对象
CTest * pNewTests = new Test[ 11];
// . . . 我们必须把原来的对象拷贝到新分配的内存中
for ( int i = 0; i < 10; i++)
pNewTests[ i] = pTests[ i];
delete pTests;
pTests = pNewTests;
如果你想在预分配的内存上创建对象,用缺省的new操作符是行不通的。要解决这个问题,你可以用placement new构造。它允许你构造一个新对象到预分配的内存上:
// buffer 是一个void指针 (void *)
// 用方括号[] 括起来的部分是可选的
[CYourClass * pValue = ] new( buffer) CYourClass[( parameters)];
下面是一些例子:
#include <new>
class CTest
{
public:
CTest()
{}
CTest( int)
{}
/* 代码*/
};
int main(int argc, char* argv[])
{
// 由于这个例子的目的,我们不考虑内存对齐问题
char strBuff[ sizeof( CTest) * 10 + 100];
CTest * pBuffer = ( CTest *)strBuff;
// 缺省构造
CTest * pFirst = new(pBuffer) CTest;
// 缺省构造
CTest * pSecond = new(pBuffer + 1) CTest;
// 带参数的构造;
// 不理会返回的指针
new(pBuffer + 2) CTest( 5);
// 带参数的构造
CTest * pFourth = new( pBuffer + 3) CTest( 10);
// 缺省构造
CTest * pFifth = new(pBuffer + 4) CTest();
// 构造多个元素(缺省构造)
CTest * pMultipleElements = new(pBuffer + 5) CTest[ 5];
return 0;
}
当你有自己的内存缓冲区或者在你实现自己的内存分配策略的时候,placement new会很有用。事实上在STL中广泛使用了placement new来给容器分配内存;每个容器类都有一个模版参数说明了构造/析构对象时所用的分配器(allocator)。
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();
前段事件,我问过关于placement new的问题,一位仁兄讲了一些道理,他说道:
::栈上的对象(注意,是类对象,char类型就无需了,后面还会提到)保证放在对齐地址上.
但是,个人实验了一下,发现并不是这样
例如:
int main()
{
char c1 = 'A' ;
char c2 = 'B' ;
char c3 = 'C' ;
char c4 = 'D' ;
char c5 = 'E' ;
//-------- 验证这四个地址是否是 4 的倍数 --------------//
if ( ((int)(&c1)) % 4 == 0 )
cout << "c1:Yes" << endl ;
if ( ((int)(&c2)) % 4 == 0 )
cout << "c2:Yes" << endl ;
if ( ((int)(&c3)) % 4 == 0 )
cout << "c3:Yes" << endl ;
if ( ((int)(&c4)) % 4 == 0 )
cout << "c4:Yes" << endl ;
if ( ((int)(&c5)) % 4 == 0 )
cout << "c5:Yes" << endl ;
cout << (int)(&c1) << endl // 输出四个字符所在的地址(输出结果都是 4 的倍数)
<< (int)(&c2) << endl
<< (int)(&c3) << endl
<< (int)(&c4) << endl
<< (int)(&c5) << endl ;
}
-----------------------------
上面的执行结果在VC下运行都是 4 的倍数
--------------
--> 问题1:连栈上分配的空间地址都是 4 的倍数,那就说明系统分配的空间都是 4 的倍数吧???
--> 问题2:如果万一,如果放一个对象的地址不是4的倍数,那么会出现什么情况??可以给简单说一下吗?
--> 问题3:地址对齐的通用性???
-------------
程序1:
Class C1
{
int i ;
char c ;
} ;
cout << sizeof(C1) << endl ;// 输出结果: 8 (是 4 的倍数)
程序2:
class C2
{
char c1 ;
char c2 ;
} ;
cout << sizeof(C2) << endl ;// 输出结果:2 ( 上一个中char类型也给了4个字节,怎么这个地方都给了一个字节??)
--> 问题4:由上面的程序2 引出下面的程序
class C2// sizeof(C2) =2 ,在VC实验下的结果,不是 4
{
char c1 ;
char c2 ;
} ;
//----------用placement new方法建立对象----------------
void *ptr = operator new(100) ;// 分配内存
C2 *POINTER = (C2*)ptr ;// 类型转换
String *str1 = new (POINTER) C2() ;// 建立一C2对象
String *str2 = new (POINTER+1) C2() ;// 再建立一个对象
String *str3 = new (POINTER+2) C2() ;// 再建立一个对象
cout << (int)(str1) << endl// 结果:3608720( 是4的倍数)
<< (int)(str2) << endl // 结果:3608722(不是4的倍数)!!
<< (int)(str3) << endl ;// 结果:3608724(不是4的倍数)!!