placement new的用法及用途

placement new 是重载operator new的一个标准，全局的版本，他不能被自定义的版本代替(不像普通的opertor new和opertor delete能够被替换成用户自定的版本)。

原型：

void *operator new(size_t, void *p)throw() return { p;}

区分关键字： new, operator new, placement new

new和delete操作符：对堆中的内存进行申请的释放，这两个是不能被重载的；

而要实现不同的内存分配行为，需要重载operator new，而不是new和delete。

new

class Myclass{...};

Myclass *p = new Myclass;

这里new实际上是执行了3个过程：

调用operator new分配内存空间,operator new (sizeof(A))
调用构造函数生成类对象，A::A()
返回相应的指针

分配内存这一操作实际是有由operator new(size_t)来完成的，如果类A重载了operator new, 那么将调用A::operator new(size_t), 否则调用全局::operator new(size_t),后者是c++默认提供的。

operator new

operator new是函数，分三种形式(前两种不调用构造函数，这点区别于new operator)：

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

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

void* operator new(std::size_t, void* ptr) throw();

第一个分配size个字节的存储空间，并将对象类型进行内存对齐。如果成功，返回一个非空的指针指向首地址。失败抛出bad_alloc异常。

第二种分配失败时不抛异常，返回一个NULL指针。

第三种是placement new，本质是对operator new的重载，定义于#include<new>中。他不分配内存，调用合适的构造函数在ptr所指的地方构造一个对象，之后返回实参指针ptr。

第一，二种可以被用户重载，定义自己的版本；第三种placement new不可以被重载。

A* a = new A;// 调用第一种

A* a = new (std::nothrow) A;//调用第二种

new (p)A();//调用第三种

new (p)A()调用placement new之后，还会在p上调用A::A(),这里p可以是堆中动态分配的内存，也可以是栈中缓冲。

#include <iostream>
using namespace std;


class A{
 public:
    A(){
        cout << "A is a constructor" << endl;
    }
    ~A(){
        cout << "A is a destructor" << endl;
    }
    void show(){
        cout << "num = " << num << endl;
    }
    
private:
    int num;
};

int main (){
    int num;
    num = 10;
    cout << &num << endl;
    A* p = new (&num)A();
    cout << p << endl;
    p->show();
    p->~A();
    return 0;
}

（1）用定位放置new操作，既可以在栈(stack)上生成对象，也可以在堆（heap）上生成对象。。
（2）使用语句A* p=new (mem) A;定位生成对象时，指针p和数组名mem指向同一片存储区。所以，与其说定位放置new操作是申请空间，还不如说是利用已经请好的空间，真正的申请空间的工作是在此之前完成的。
（3）使用语句A *p=new (mem) A;定位生成对象时，会自动调用类A的构造函数，但是由于对象的空间不会自动释放（对象实际上是借用别人的空间），所以必须显示的调用类的析构函数，如本例中的p->~A()。
（4）如果有这样一个场景，我们需要大量的申请一块类似的内存空间，然后又释放掉，比如在在一个server中对于客户端的请求，每个客户端的每一次上行数据我们都需要为此申请一块内存，当我们处理完请求给客户端下行回复时释放掉该内存，表面上看者符合c++的内存管理要求，没有什么错误，但是仔细想想很不合理，为什么我们每个请求都要重新申请一块内存呢，要知道每一次内从的申请，系统都要在内存中找到一块合适大小的连续的内存空间，这个过程是很慢的（相对而言)，极端情况下，如果当前系统中有大量的内存碎片，并且我们申请的空间很大，甚至有可能失败。为什么我们不能共用一块我们事先准备好的内存呢？可以的，我们可以使用placement new来构造对象，那么就会在我们指定的内存空间中构造对象。