Placement-new 与 new-expression

Question

再次与展示位置new 我在这个论坛上找到了一个这样的例子：

char *buf  = new char[sizeof(string)]; // pre-allocated buffer
string *p = new (buf) string("hi");    // placement new
string *q = new string("hi");          // ordinary heap allocation

• 但我认为这里buf 是一个指向已分配和构造的默认初始化字符动态数组的指针。所以数组中的字符都是默认初始化的，并且有一个不确定的值。

• 我猜想使用第二行中的new 位置会在之前构造的对象数组上构造对象。

• 为什么用户没有在数组分配上调用operator new而不是使用new表达式？：

   char *buf  = static_cast<char*>(operator new[](sizeof(string)));
  

• 毕竟我认为如果buff 是一个指向非默认可构造对象的动态数组的指针，那么代码将无法使用 new 表达式而不是使用 operator new 函数进行编译。

• 我的猜测正确吗？

这是原始答案的链接：

What uses are there for "placement new"?

Answer 1

为什么用户没有在数组分配上调用 operator new 而不是使用 new 表达式？：

我们无法回答这个问题，因为我们不是那个用户。您应该向用户询问 - 尽管该示例是在 1998 年编写的，但与他们联系可能并不容易。我的猜测：他们不知道非放置运算符 new 存在，或者他们不知道它的用途。在这种情况下，重用 char 数组的内存是一种直观的选择。

请注意，创建单个动态 std::string 对象的示例首先没有什么意义（我假设示例中的 string 就是这样）。

我有一个类似的问题要问您：为什么您在建议中使用operator new[] 而不是operator new？更重要的是，为什么不使用分配器？

我的猜测正确吗？

1. 正确。
2. 正确。
3. 这是一个问题，而不是猜测。我在上面介绍过。
4. 它会失败。但这无关紧要，因为 char 是默认可构造的。

Answer 2

char 是一种既基本又微不足道的对象类型。实际上，创建一个不会触及内存，而将它们组成一个数组也不会。

char* foo = new char[10];

和

char *foo  = static_cast<char*>(operator new[](10));

最终在机器代码中做同样的事情，除了第二个更冗长。

抽象机有一些细微的差别；在一个中创建了一堆字符，在另一个中，它们不在该行上。提出一个需要大量语言律师工作的案例（我认为处理可能会有所不同，并且某些访问权限可能会有所不同，尤其是在 c++ 修复 malloc 问题之前的标准版本中）。

毕竟我认为如果buff 是指向非默认可构造对象的动态数组的指针，那么代码将无法使用 new 表达式而不是使用 operator new 函数进行编译。

当然，但是演员表会是代码味道，buf 的重点是为以后的新位置存储。我猜它已经是了，

void *foo  = operator new[](10);

不那么疯狂了。

仅仅因为你可以静态转换并不意味着你应该。

Answer 3

operator new[](sizeof(string)) 这很奇怪，它创建对象的语法不正确。在最好的情况下，它在内存中隐式创建一个对象（如果 operator new 实现为 std::malloc 调用并且 object 是 POD 类型），而不初始化或构造一个。在这种情况下你所能做的就是static_cast<char*>(new string); 提供的行只会在动态存储中创建一个string 对象，然后通过将指针类型替换为char* 来使其匿名。

问题是，对于放置 new buf 没有必要指向动态内存。它可以是一个静态缓冲区。它可以是一个指向用于存储多个对象的相当大的存储中的内存位置的指针，一个内存池。新对象将在给定位置构建。

请注意，在放置新std::string 的情况下，数据存储仍然像往常一样 - 它在动态内存中分配字符数据。要使用一些内存池，程序员应该提供适当的分配器，这是放置 new 运算符的目的之一。

Answer 4

不，buf 不是对象数组。它是一个字符数组，所以基本上是一个字节数组。虽然它被分配了一个新的数组，但它基本上被用作一个字节指针。

placement new 的使用是如果你想在一个确切的位置分配一个对象，但你想这样做遵循 C++ 对象分配的所有规则——所以调用构造函数并设置 vtables。通常的用例是如果您正在执行自己的自定义内存分配并重用现有内存地址。固件可以使用它来重用内存作为池。或者 RTOS 可能会使用它，以便它不会超出任务的内存限制。

这实际上是一个糟糕的例子，说明它是如何使用的。您永远不会新建一个数组，然后将新数组放入其中。您将有一个指向周围已分配内存块的指针，并且您将在其中使用放置新的位置。