C++中的placement new是什么_C++对象构造与placement new技巧

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。

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示例代码：

#include <new>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
<p>struct Test {
int val;
Test(int v) : val(v) { std::cout << "Constructing " << val << "\n"; }
~Test() { std::cout << "Destructing " << val << "\n"; }
};</p><p>int main() {
void* memory = malloc(sizeof(Test));</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 使用 placement new 构造对象
Test* t1 = new (memory) Test(100);

// 手动调用析构
t1->~Test();

// 可以在相同内存重新构造
Test* t2 = new (memory) Test(200);
t2->~Test();

free(memory);
return 0;

注意：#include <new> 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。

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