这里有人用过c++的“placement new”吗?如果有,为什么?在我看来,它只在内存映射硬件上有用。
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我用它创建了一个Variant类(例如,一个对象可以表示一个单独的值,这个值可以是许多不同类型中的一个)。
如果Variant类支持的所有值类型都是POD类型(例如int, float, double, bool),那么带标签的C风格的联合就足够了,但如果你想要一些值类型是c++对象(例如std::string), C的联合特性就不行,因为非POD数据类型可能不会被声明为联合的一部分。
因此,我分配了一个足够大的字节数组(例如sizeof(the_largest_data_type_I_support)),并使用placement new在该区域初始化适当的c++对象,当Variant被设置为持有该类型的值时。(当然,当切换到不同的数据类型时,我事先手动调用对象的析构函数)
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Head Geek: BINGO! You got it totally - that's exactly what it's perfect for. In many embedded environments, external constraints and/or the overall use scenario forces the programmer to separate the allocation of an object from its initialization. Lumped together, C++ calls this "instantiation"; but whenever the constructor's action must be explicitly invoked WITHOUT dynamic or automatic allocation, placement new is the way to do it. It's also the perfect way to locate a global C++ object that is pinned to the address of a hardware component (memory-mapped I/O), or for any static object that, for whatever reason, must reside at a fixed address.
一般来说,放置新是为了摆脱“正常新”的分配成本。
我使用它的另一个场景是,我想要访问一个仍待构造的对象的指针,以实现每个文档的单例。
我还有一个想法(它对c++ 11有效)。
让我们看看下面的例子:
#include <cstddef>
#include <cstdio>
int main() {
struct alignas(0x1000) A {
char data[0x1000];
};
printf("max_align_t: %zu\n", alignof(max_align_t));
A a;
printf("a: %p\n", &a);
A *ptr = new A;
printf("ptr: %p\n", ptr);
delete ptr;
}
使用c++ 11标准,GCC给出以下输出:
max_align_t: 16
a: 0x7ffd45e6f000
ptr: 0x1fe3ec0
PTR没有正确对齐。
对于c++ 17标准和更高级的标准,GCC给出了以下输出:
max_align_t: 16
a: 0x7ffc924f6000
ptr: 0x9f6000
PTR对齐正确。
据我所知,c++标准在c++ 17之前不支持过对齐的new,如果你的结构的对齐大于max_align_t,你就会遇到问题。 要在c++ 11中绕过这个问题,可以使用aligned_alloc。
#include <cstddef>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <new>
int main() {
struct alignas(0x1000) A {
char data[0x1000];
};
printf("max_align_t: %zu\n", alignof(max_align_t));
A a;
printf("a: %p\n", &a);
void *buf = aligned_alloc(alignof(A), sizeof(A));
if (buf == nullptr) {
printf("aligned_alloc() failed\n");
exit(1);
}
A *ptr = new(buf) A();
printf("ptr: %p\n", ptr);
ptr->~A();
free(ptr);
}
在这种情况下PTR是对齐的。
max_align_t: 16
a: 0x7ffe56b57000
ptr: 0x2416000
在序列化时(比如使用boost::serialization),放置new也非常有用。在c++的10年里,这只是我第二次需要新职位的情况(如果你包括面试的话,这是第三次:))。
如果你正在构建一个内核,它很有用——你把从磁盘或页表读取的内核代码放在哪里?你得知道该往哪里跳。
或者在其他非常罕见的情况下,比如当你有大量分配的空间,想要把几个结构放在彼此后面。它们可以这样打包,而不需要使用offset()操作符。不过,还有其他的技巧。
我也相信一些STL实现使用了新位置,比如std::vector。它们以这种方式为2^n个元素分配空间,而不需要总是realloc。
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