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C++中的placement new怎么使用 指定内存地址构造对象

P粉602998670

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发布时间:2025-08-12 11:13:01

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来源于php中文网

原创

placement new 是 c++ 中用于在指定内存地址构造对象的机制,不分配新内存。它允许在已分配的内存(如栈、堆或内存池)上直接调用构造函数创建对象,适用于内存池管理、嵌入式系统等场景。使用时需注意:1. 手动调用析构函数;2. 确保内存对齐;3. 自行清理内存;4. 使用流程包括预分配内存、构造对象、使用对象、显式析构及释放内存。

C++中的placement new怎么使用 指定内存地址构造对象

在C++中,

placement new
是一种特殊的
new
表达式,它允许你在已经分配好的内存地址上构造对象。这在一些特定场景下非常有用,比如内存池管理、嵌入式系统开发或者需要精细控制对象生命周期的场合。

C++中的placement new怎么使用 指定内存地址构造对象

什么是 placement new?

简单来说,

placement new
不会分配新的内存,而是直接在你指定的内存地址上构造对象标准库头文件
中提供了它的定义:

C++中的placement new怎么使用 指定内存地址构造对象
void* operator new(std::size_t, void* ptr) noexcept;

这个版本的

new
只是简单地返回传入的指针,不会进行任何内存分配。

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怎么使用 placement new 构造对象?

基本语法如下:

C++中的placement new怎么使用 指定内存地址构造对象
SomeClass* obj = new (buffer) SomeClass(args);

其中:

  • buffer
    是一块已经分配好的内存空间(可以是数组、malloc 分配的内存等)
  • SomeClass(args)
    是调用构造函数来初始化这块内存

举个例子:

char storage[sizeof(MyClass)];  // 预留足够空间
MyClass* obj = new (storage) MyClass(10);  // 在storage内存上构造对象

这样做的好处是:你可以精确控制对象创建的位置,同时避免不必要的动态内存分配。


哪些时候会用到?

常见的使用场景包括:

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  • 对象池或内存池管理:预先分配一大块内存,之后反复用 placement new 创建对象。
  • 嵌入式系统或性能敏感代码:避免运行时动态分配带来的不确定性和延迟。
  • 跨平台通信结构体初始化:确保对象按特定内存布局构造,用于网络传输或共享内存。

比如,如果你要从一段二进制数据还原一个对象,也可以先把它放到一个缓冲区里,再用 placement new 构造出来。


使用时需要注意什么?

有几个关键点容易出错,务必注意:

  • 手动调用析构函数:因为 placement new 没有分配内存,所以只调用

    delete ptr;
    是不会执行析构函数的。你需要显式调用:

    obj->~MyClass();
  • ⚠️ 内存对齐问题:传给 placement new 的内存必须正确对齐目标类型的对齐要求。否则可能导致未定义行为。可以用

    alignas
    或者
    std::aligned_storage
    来确保对齐。

    示例:

    alignas(MyClass) char storage[sizeof(MyClass)];
  • ? 清理内存责任在你:如果你用的是栈上内存(如上面的例子),那不需要释放;但如果用了 malloc 或 new[],记得手动释放原始内存。


总结一下流程

一般来说,完整的使用流程如下:

  1. 预先分配一块内存(栈或堆都可以)
  2. 用 placement new 在该内存上构造对象
  3. 使用对象
  4. 显式调用析构函数
  5. 释放原始内存(如果有的话)

基本上就这些,不复杂但容易忽略细节。

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