placement new和placement delete(重载new和delete2)

placement new和placement delete

参考：《Effective C++》

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（1） 什么是placement new和placement delete

placement new和placement delete已经被纳入了C++标准库中
下面是codeblock库中< new >对于二者的声明。

// Default placement versions of operator new.
inline void* operator new(std::size_t, void* __p);
inline void* operator new[](std::size_t, void* __p);// Default placement versions of operator delete.
inline void operator delete  (void*, void*);
inline void operator delete[](void*, void*);

placement版本的new和delete初衷是用于在vector中未使用的空间上创建对象的。

如果不特别说明，我们口中的placement 版本的new和delete指的就是上面的几种。

当然我们也可以自定义一些placement 版本（比如带有log功能的new）：

void * operator new(size_t size,std::ostream & logger)
throw(std::bad_alloc);

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（2） 如何使用placement版本的new和delete

#include <iostream>
#include <new>#define BUFSIZ 512
char *BUF[BUFSIZ]{
   0};//申请一片内存int main(){std::cout<<"BUF Addr:"<<BUF<<std::endl;int *p(new (BUF)int[10]);//在BUF内分配一块内存给10个int类型的数据std::cout<<"P Addr:"<<p<<std::endl;for(int i=0;i<10;i++){p[i]=i;}for(int i=0;i<10;i++){
   std::cout<<p[i]<<" ";}std::cout<<'\n';return 0;
}

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上面的例子就是在模拟vector的内存分配：在已有的但是未使用的BUF中分配内存。

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（3） 从内存泄露出发

为什么我们需要placement版本的new和delete呢？
答：实际的需要。就像vector的内存处理方式。

我们不如从内存泄漏出发，细说placement版本的new和delete。

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（a） 什么时候new一个对象会发生内存泄露？

#include <iostream>
#include <new>
#include <cstdlib>class demo{
public:demo():m_dat(100){throw 1;}//palcement版本的new和deletevoid *operator new(size_t size,std::ostream&logger)throw(std::bad_alloc){return malloc(size);}//非placement版本的new和deltevoid operator delete(void *p)throw(){free(p);}
private:int m_dat;
};int main(){demo *p(new (std::cerr)demo);return 0;
}

当new(std::cerr)demo被调用时，new操作成功并返回一块内存，但是demo的构造函数却抛出了异常。当然C++运行期系统考虑到了这种情况，当该情况发生时，系统会自动调用相应版本的delete正确地释放这块内存。

但是new的版本非常多，系统怎么知道调用那个版本呢？
答：系统会寻找参数个数和类型都与new相同的某个delete（这里指的是额外的参数相同，额外的参数指除了new需要size_t和delete需要void*之外的参数）

所以，我们容易知道，上述代码的内存泄露在：palcement版本的new没有对应的placement版本的delete可供调用，所以系统不做任何操作。

解决方法很简单，重载一个相应的operator delete即可：

class demo{
public:demo():m_dat(100){throw 1;}//palcement版本的new和deletevoid *operator new(size_t size,std::ostream&logger)throw(std::bad_alloc){return malloc(size);}//非placement版本的new和deltevoid operator delete(void *p)throw(){free(p);}//重载相应的placement版本的deletevoid operator delete(void *p,std::ostream&logger)throw(){std::cout<<"Placement operator delete"<<std::endl;free(p);}
private:int m_dat;
};

这样，系统就能够正确地选择new和delete。

所以铭记：重载了new就要重载相应版本的delete

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（b） 当placement new和placement delete遇到继承

问题源：任何版本的new和delete重载都会覆盖默认的版本。
默认版本的new和delete有这些：

void *operator new(size_t)throw(std::bad_alloc);
void *operator new(size_t,void*)throw();
void *operator new(size_t,const std::nothrow_t&)throw();

当上述任一版本的new都会被类中的任一版本的new重载所覆盖

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上例子：

#include <iostream>
#include <new>
#include <cstdlib>class demo{
public:demo():m_dat(100){throw 1;}//重载自定义版本的newvoid *operator new(size_t size,std::ostream&logger)throw(std::bad_alloc){return malloc(size);}//重载相应的deletevoid operator delete(void *p,std::ostream&logger)throw(){std::cout<<"Placement operator delete"<<std::endl;free(p);}
private:int m_dat;
};int main(){demo *p(new demo);return 0;
}

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codeblock的错误：

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VS2015的错误：

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我在：重载new和delete的一些规则的特殊规则1中提及：一个类的operator new和operator delete 大都是为了本个类服务的，而不是它的派生类。

所以，当一个类重载了new和delete，它就会覆盖全局的，或是基类的new和delete。有时我们需要将这些版本的（比如基类中的）new和delete在本类中同样可以使用，我们该如何做呢？

*如果没有涉及到继承，而是局部和全局之间的覆盖的话，可以直接使用双冒号(::)来调用全局的new和delete，例如：::operator new(size)

让类支持global版本的new和delete（通过继承和using）

#include <iostream>
#include <new>
#include <cstdlib>class StandardNewDelete{
public:static void *operator new(size_t size)throw(std::bad_alloc){
   return ::operator new(size);}static void *operator new(size_t size,void *ptr)throw(){
   return ::operator new(size,ptr);}static void *operator new(size_t size,const std::nothrow_t&nt)throw(){
   return ::operator new(size,nt);}static void operator delete(void *p)throw(){::operator delete(p);}static void operator delete(void *p,void *ptr)throw(){::operator delete(p,ptr);}static void operator delete(void *p,const std::nothrow_t& nt)throw(){::operator delete(p,nt);}
};class demo:public StandardNewDelete{
public:demo():m_dat(100){}//使该类支持global版本的new和deleteusing StandardNewDelete::operator new;using StandardNewDelete::operator delete;void *operator new(size_t size,std::ostream&logger)throw(std::bad_alloc){return malloc(size);}void operator delete(void *p,std::ostream&logger)throw(){std::cout<<"Placement operator delete"<<std::endl;free(p);}
private:int m_dat;
};int main(){demo *p(new demo);return 0;
}

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