C++内存分配深度解析:new操作符与Placement new的对比

发表时间: 2023-12-11 06:43

在 C++ 中,new 操作符、::operator new 和 placement new 是用于动态内存分配的工具,但它们有不同的用法和行为。以下是它们的区别和用法的详细实例:

1.new操作符

new 操作符用于在堆上动态分配内存,并调用对象的构造函数初始化对象。

#include <iostream>class MyClass {public:    MyClass() {        std::cout << "MyClass 构造函数" << std::endl;    }    ~MyClass() {        std::cout << "MyClass 析构函数" << std::endl;    }};int main() {    // 使用 new 操作符动态分配一个 MyClass 对象    MyClass* myObject = new MyClass();    // 使用完后需要手动释放内存    delete myObject;    return 0;}

2.::operator new

::operator new 是 C++ 中的全局函数,用于分配内存,但不会调用对象的构造函数。它返回分配的内存的指针。

#include <iostream>class MyClass {public:    MyClass() {        std::cout << "MyClass 构造函数" << std::endl;    }    ~MyClass() {        std::cout << "MyClass 析构函数" << std::endl;    }};int main() {    // 使用 ::operator new 分配内存    void* rawMemory = ::operator new(sizeof(MyClass));    // 在已分配的内存上调用构造函数    MyClass* myObject = new (rawMemory) MyClass();    // 使用完后手动调用析构函数    myObject->~MyClass();    // 释放内存    ::operator delete(rawMemory);    return 0;}

3. Placement new

Placement new 是使用 new 操作符的变种,允许在预分配的内存上调用构造函数,类似于 ::operator new 的用法。

#include <iostream>class MyClass {public:    MyClass() {        std::cout << "MyClass 构造函数" << std::endl;    }    ~MyClass() {        std::cout << "MyClass 析构函数" << std::endl;    }};int main() {    // 预分配内存    char buffer[sizeof(MyClass)];    // 使用 placement new 在预分配的内存上调用构造函数    MyClass* myObject = new (buffer) MyClass();    // 使用完后手动调用析构函数    myObject->~MyClass();    return 0;}

区别总结:

  • new 操作符:
    • 动态分配内存,并调用对象的构造函数。
    • 使用 delete 释放内存,并调用对象的析构函数。
  • ::operator new
    • 只分配内存,不调用对象的构造函数。
    • 使用 ::operator delete 释放内存,不调用对象的析构函数。
  • Placement new:
    • 使用 new 操作符的变种,在指定的内存位置调用构造函数。
    • 需要手动调用析构函数,并在适当时机释放内存。

选择使用哪种方式取决于具体的需求,例如是否需要构造和析构函数的调用,是否需要手动管理内存释放等。