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在程序設(shè)計中頻繁地進(jìn)行動態(tài)內(nèi)存分配和釋放容易造成內(nèi)存碎片，給需要長期穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)帶來了隱患。盡管現(xiàn)代操作系統(tǒng)在內(nèi)存管理的穩(wěn)健性上已經(jīng)有了較大提高，但是動態(tài)內(nèi)存分配的效率、穩(wěn)定性等問題仍然是一個困擾。所以在需要長期穩(wěn)定運(yùn)行的、生命攸關(guān)的嵌入式設(shè)備程序開發(fā)中通常都要避免過多地使用new和delete，甚至禁止使用C++的標(biāo)準(zhǔn)庫，因?yàn)槠渲薪?jīng)常進(jìn)行動態(tài)內(nèi)存的分配與釋放。然而要充分享用使用C++帶來的便利之處，動態(tài)地創(chuàng)建和銷毀對象的能力還是非常有必要的。

本文引用地址：//www.gengweng.cn/emb/Column/7365.html

通常的new運(yùn)算符會在堆中動態(tài)分配內(nèi)存，并在成功分配的內(nèi)存空間上調(diào)用相應(yīng)對象的構(gòu)造函數(shù)，而delete運(yùn)算符會先在該內(nèi)存空間上調(diào)用相應(yīng)對象的析構(gòu)函數(shù)，然后釋放該內(nèi)存空間。然而在C++中，可以通過對new和delete的重載來實(shí)現(xiàn)特殊的功能。不過在程序員編寫的new和delete的重載函數(shù)中都只是負(fù)責(zé)內(nèi)存空間的分配和釋放，編譯器會在new時強(qiáng)制調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，在delete時強(qiáng)制調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。因?yàn)樵贑++中初始化和清除工作是強(qiáng)制進(jìn)行的，用戶無權(quán)選擇避開構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用。

要想在這些特殊的情況下能實(shí)現(xiàn)對象的創(chuàng)建和銷毀，C++中提供了placement new來應(yīng)對。在C++中因?yàn)榭梢詫�運(yùn)算符進(jìn)行重載，所以只需對operator new()進(jìn)行placement重載就能實(shí)現(xiàn)在事先分配好的內(nèi)存空間上調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來動態(tài)創(chuàng)建對象，通過不太常用的對析構(gòu)函數(shù)的顯式調(diào)用來銷毀對象。在這種情況下不涉及內(nèi)存空間的分配和釋放，從而不會導(dǎo)致動態(tài)的存儲管理，不會對系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響。

在C++中placement new運(yùn)算符是通過對new運(yùn)算符的重載來實(shí)現(xiàn)的，它在嵌入式開發(fā)中有著重要的用途。因?yàn)槲覀兘?jīng)常想在內(nèi)存的某個指定位置上放置一個對象(在嵌入式底層開發(fā)中，一個對象可能和一個特定的硬件是直接相關(guān)的)。

Placement new的主要用途就是：反復(fù)使用一塊較大的分配成功的內(nèi)存來構(gòu)造不同類型的對象或者它們的數(shù)組。比如，可以先申請一個足夠大的字符數(shù)組，然后當(dāng)需要時在它上面構(gòu)造不同類型的對象或其數(shù)組。

定位new運(yùn)算符的基本語法為

char a[100];

X* xp = new(a) X;

其中X是某個事先定義好類，a是一塊尺寸大于等于sizeof(X)的內(nèi)存區(qū)域的首地址。由于內(nèi)存區(qū)域是事先已經(jīng)存在的，placement僅僅只是在相應(yīng)的內(nèi)存空間上調(diào)用X的構(gòu)造函數(shù)來初始化該片內(nèi)存區(qū)域。

下面的例子顯示了如何在一個特定的內(nèi)存單元里放置一個對象。

#include

using namespace std;

class X {

int i;

public:

X(int ii = 0) : i(ii) {

cout << "this = " << this << endl;

}

~X() {

cout << "X::~X(): " << this << endl;

}

void* operator new(size_t, void* loc) {

return loc;

}

};

int main()

{

int l[10];

cout << "l = " << l << endl;

X* xp = new(l) X(47);

xp->X::~X();

return 0;

}

從中可以看到數(shù)組l的地址和構(gòu)造以及析構(gòu)函數(shù)中輸出的this指針的值是相同的。

注意operator new()僅僅返回了傳遞給它的指針，因此調(diào)用者可以決定將對象存放在哪里，這時在該指針?biāo)�指向的那塊內(nèi)存上，作new表達(dá)式一部分的構(gòu)造函數(shù)將被調(diào)用。概括來說就是內(nèi)存空間是事先分配好的，placement new只是在其上調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來動態(tài)創(chuàng)建對象。

然而在銷毀對象時則需要格外小心，因?yàn)榭臻g不是由new創(chuàng)建的，所以在銷毀對象時也應(yīng)該將對象的析構(gòu)和內(nèi)存空間的釋放分開來做。我們要銷毀對象就需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，但此時不能將內(nèi)存空間釋放掉，因?yàn)閮?nèi)存空間不是由new所分配出來的。解決辦法是用非常特殊的語法，我們可以顯式的調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。例如：

xp->X::~X();

這樣將會只銷毀對象而不會釋放內(nèi)存。通過placement new和顯式調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的方式我們就可以在已有的空間上動態(tài)地創(chuàng)建和銷毀對象。在嵌入式領(lǐng)域，為了穩(wěn)定性，我們可以在程序一開始時分配好足夠的空間，在上面構(gòu)造和銷毀對象，充分享受這種便利性，同時也避免了通常的new和delete所帶來的內(nèi)存碎片問題。

使用placement new構(gòu)造起來的對象或其數(shù)組，要顯示地調(diào)用它們的析構(gòu)函數(shù)來銷毀(析構(gòu)函數(shù)并不釋放對象的內(nèi)存)，千萬不要使用delete。這是因?yàn)�，placement new構(gòu)造起來的對象或其數(shù)組的大小并不一定等于原來分配的內(nèi)存大小，而且空間也不一定是在堆上分配的，使用delete的話將會出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。