[C/C++] 定位新表达式 placement new

在C++中,表达式 new (ptr) T(); 展示了一种特殊的内存分配和对象构造方式,这被称为定位新表达式(placement new)。

通常,当我们使用 new 关键字时,它会在堆上动态分配内存,并调用相应的构造函数来初始化对象。例如,T* obj = new T(); 会在堆上分配足够的内存来存储一个 T 类型的对象,并调用 T 的默认构造函数。

然而,定位新表达式允许我们在已经分配好的内存位置上构造对象。它接受一个指针 ptr 作为位置参数,并在该位置上构造一个 T 类型的对象。这种方式不会分配新的内存,只是使用提供的内存地址来调用构造函数。

语法如下:

void* ptr = /* 指向已分配内存的指针 */;
T* obj = new (ptr) T(); // 在ptr指向的内存位置上构造T类型的对象

需要注意的是,ptr 必须指向一块足够大且已分配(但未构造对象)的内存,其大小至少能够容纳一个 T 类型的对象。此外,使用定位新表达式时,程序员负责确保内存的正确分配和释放。特别是,当对象被销毁时,不会自动释放其占用的内存,因为内存是在定位新表达式之外分配的。

为了销毁在定位新表达式中构造的对象,应该显式地调用其析构函数,如下所示:

obj->~T(); // 显式调用析构函数,但不会释放内存

然后,程序员需要负责释放最初为对象分配的内存(如果这块内存是通过如 mallocnew char[] 或其他类似方式分配的)。

定位新表达式通常用于需要精确控制对象内存布局的场景,例如在嵌入式系统、性能优化或实现自定义内存分配器的上下文中。然而,由于其复杂性和容易出错的特点,它并不常用在普通的C++编程中。

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