placement new是在已分配内存上构造对象的C++特性,语法为new (buffer) Type(),常用于内存池、STL容器等场景,需手动调用析构函数并确保内存对齐,不可用delete释放。

在C++中,placement new 是一种特殊的 new 表达式,用于在已分配的原始内存上构造对象。它不负责分配内存,只负责调用构造函数将对象“放置”到指定位置。这个特性在高性能编程、内存池设计、容器实现等场景中非常有用。
什么是 placement new
标准的 new 操作符会完成两件事:一是分配内存,二是调用构造函数。而 placement new 跳过了第一步,仅执行第二步——在给定的内存地址上调用构造函数。
其基本语法如下:
void* buffer = malloc(sizeof(MyClass)); MyClass* obj = new (buffer) MyClass(); // 在 buffer 所指内存构造对象
这里的 new (buffer) 就是 placement new 的形式,括号中的 buffer 是一个已分配的内存地址。
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为什么需要 placement new
某些场景下,我们希望控制对象的内存布局或避免频繁的动态分配:
- 内存池管理:预先分配一大块内存,之后用 placement new 在其中构造对象,提升性能。
- 嵌入式系统:在特定地址构造对象,比如硬件映射区域。
- STL 容器实现:vector 或 deque 内部常使用 placement new 来分离内存分配与构造过程。
- 对象复用:在相同内存位置反复构造/析构对象,减少内存碎片。
如何正确使用 placement new
使用 placement new 后,必须手动调用析构函数来清理对象状态,因为这块内存不是通过 new 分配的,不能用 delete。
示例代码:
#include#include #include struct Test { int val; Test(int v) : val(v) { std::cout << "Constructing " << val << "\n"; } ~Test() { std::cout << "Destructing " << val << "\n"; } };
int main() { void* memory = malloc(sizeof(Test));
// 使用 placement new 构造对象 Test* t1 = new (memory) Test(100); // 手动调用析构 t1-youjiankuohaophpcn~Test(); // 可以在相同内存重新构造 Test* t2 = new (memory) Test(200); t2-youjiankuohaophpcn~Test(); free(memory); return 0;}
注意:#include 是必需的,因为 placement new 的声明在此头文件中。
常见误区与注意事项
使用 placement new 时容易忽略以下几点:
- 忘记手动调用析构函数会导致资源泄漏(如文件句柄、内存等)。
- 重复构造前未析构,可能引发未定义行为。
- 内存对齐问题:确保 buffer 地址满足类型对齐要求,可使用
alignas或std::aligned_storage。 - 不能对 placement new 返回的对象使用
delete,否则程序崩溃。
例如,安全地管理对齐内存:
alignas(Test) char buffer[sizeof(Test)]; Test* obj = new (buffer) Test(42); obj->~Test();
基本上就这些。placement new 是 C++ 中强大但需谨慎使用的工具,理解它有助于深入掌握对象生命周期和内存控制。只要记住:构造用 placement new,销毁用手动析构,内存自己管。不复杂但容易忽略细节。










