c++中如何实现一个简单的内存池 _c++内存池实现方法

答案：C++内存池通过预分配大块内存并划分为固定大小槽来减少new/delete开销。使用空闲链表管理可用槽，分配时从链表取头，释放时插回。示例模板用联合体实现对象存储与节点链接复用，配合placement new调用构造函数，适用于频繁创建销毁小对象场景，需注意线程安全与析构处理。

在C++中实现一个简单的内存池，主要是为了减少频繁调用new和delete带来的性能开销，尤其适用于需要频繁创建和销毁小对象的场景。下面介绍一种基础但实用的内存池实现方法。

内存池的基本思路

内存池预先分配一大块内存，然后按固定大小划分为多个槽（slot），每个槽可以存放一个对象。当用户请求内存时，直接从空闲槽中返回一个；释放时，将内存归还给池子而不是真正释放给系统。

关键点：

• 预分配：一次性申请大块内存
• 固定大小：每个对象占用相同空间，便于管理
• 空闲链表：用指针连接所有空闲块，分配时取头，释放时插回

代码实现示例

以下是一个简化版本的内存池模板，适用于固定大小的对象：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

template 
class MemoryPool {
private:
    struct Node {
        Node* next;
    };
union Slot {
    T data;
    Node node;
};

Slot* memory_;
Node* free_list_;
size_t pool_size_;
public:
MemoryPool() : memory_(nullptr), freelist(nullptr), poolsize(0) {
allocateBlock();
}
~MemoryPool() {
    while (memory_) {
        Slot* temp = memory_ + BlockSize;
        delete[] reinterpret_cast(memory_);
        memory_ = reinterpret_cast(temp);
    }
}

T* allocate() {
    if (!free_list_) {
        allocateBlock();
    }
    Node* slot = free_list_;
    free_list_ = free_list_-youjiankuohaophpcnnext;
    return reinterpret_castzuojiankuohaophpcnT*youjiankuohaophpcn(slot);
}

void deallocate(T* ptr) {
    Node* node = reinterpret_castzuojiankuohaophpcnNode*youjiankuohaophpcn(ptr);
    node-youjiankuohaophpcnnext = free_list_;
    free_list_ = node;
}
private:
void allocateBlock() {
char raw = new char[BlockSize  sizeof(Slot)];
Slot block = reinterpret_cast>(raw);
    for (size_t i = 0; i zuojiankuohaophpcn BlockSize - 1; ++i) {
        block[i].node.next = &block[i + 1].node;
    }
    block[BlockSize - 1].node.next = nullptr;

    // 插入空闲链表头部
    if (free_list_) {
        block[BlockSize - 1].node.next = free_list_;
    }
    free_list_ = &block[0].node;

    // 保存内存块用于析构
    reinterpret_castzuojiankuohaophpcnSlot*youjiankuohaophpcn(block + BlockSize) = memory_;
    memory_ = block;
    pool_size_ += BlockSize;
}
};

							

								
								

									稿定AI设计
									
AI自动去水印、背景消除、批量抠人像工具
								
								下载 
							
						
使用方式
这个内存池可以用在自定义类中，配合operator new重载：
class MyClass {
private:
    static MemoryPool pool_;
public:
void* operator new(sizet size) {
return pool.allocate();
}
void operator delete(void* ptr) {
    pool_.deallocate(static_castzuojiankuohaophpcnMyClass*youjiankuohaophpcn(ptr));
}
};
// 静态成员定义
MemoryPool MyClass::pool_;
这样，所有new MyClass都会从内存池分配，提升效率。
注意事项
这种简单实现适合对象大小一致、生命周期短的场景。不适用于变长对象或需要长时间驻留的情况。

线程安全需额外加锁
未调用构造/析构函数，建议在allocate后用placement new

可扩展支持多种尺寸的内存块以提高通用性

基本上就这些。一个轻量级内存池能显著提升特定场景下的性能，实现也不复杂但容易忽略细节。