Placement new、operator new、new operator 完全释疑

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转载最新推荐文章于 2026-10-23 09:48:30 发布 315 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

c++ 源码之标准库new ， operator new ， placement new ， array new 在c++中管理内存的一些手段与细节那么这篇博客的内容主要是在学习了jjhou老师的内存管理后我自己总结的一些知识点，关于侯捷老师的内存管理的内容可以自己搜索那么直接进入正题了 1.new和operator new 依照bjarne的c++ programming language的11.2.3章节所说，new ，delete，operator new，operator delete... 阅读详情

Placement new、operator new、new operator 完全释疑

首先我们区分下几个容易混淆的关键词：

new（也称作new operator）、operator new、placement new。看如下代码：

 
class MyClass {...};  
MyClass *p = new MyClass;

这里的new是上述三个关键字中的第一个，成为new操作符。实际上它执行如下3个过程：

1. 调用operator new分配内存

2. 调用构造函数生成类对象

3. 返回相应指针

placement new 是重载operator new的一个标准、全局的版本。它不能被自定义的版本代替（不像普通的operator new和operator delete能够被替换成用户自定义的版本）。它的原型如下：

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

new和delete操作符我们应该都用过，它们是对堆中的内存进行申请和释放，而这两个都是不能被重载的。要实现不同的内存分配行为，需要重载operator new和operator delete，而不是new和delete。

operator new就像operator+一样，是可以重载的。但是不能在全局对原型为void operator new(size_t size)这个原型进行重载，一般只能在类中进行重载。如果类中没有重载operator new，那么调用的就是全局的::operator new来完成堆的分配。同理，operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重载的。

至于placement new，只是operator new的一个重载的版本，只是我们很少用到它。如果你想在已经分配的内存中创建一个对象，使用new时行不通的。也就是说placement new允许你在一个已经分配好的内存中（栈或者堆中）构造一个新的对象。原型中void*p实际上就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的的首地址。

我们知道使用new操作符分配内存需要在堆中查找足够大的剩余空间，这个操作速度是很慢的，而且有可能出现无法分配内存的异常（空间不够）。placement new就可以解决这个问题。我们构造对象都是在一个预先准备好了的内存缓冲区中进行，不需要查找内存，内存分配的时间是常数。而且不会出现在程序运行中途出现内存不足的异常。所以，placement new非常适合那些对时间要求比较高，长时间运行不希望被打断的应用程序。 placement new使用方法如下：

1. 缓冲区提前分配，可以使用堆的空间，也可以使用栈的空间。所以分配方式有如下两种：

1 class MyClass {…};

2 char *buf=new char[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];

3 char buf[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];

2. 对象的构造

1 MyClass * pClass=new(buf) MyClass; //使用placement new

3. 对象的销毁
一旦这个对象使用完毕，你必须显式的调用类的析构函数进行销毁对象。但此时内存空间不会被释放，以便其他的对象的构造。

1 pClass->~MyClass();

4. 内存的释放
如果缓冲区在堆中，那么调用delete[] buf 进行内存的释放。如果在栈中，那么在其作用域内有效，跳出作用域，内存自动释放。

注意：

在C++标准中，对于placement operator new []有如下的说明： placement operator new[] needs implementation-defined amount of additional storage to save a size of array。所以我们必须申请比原始对象大小多出sizeof(int)个字节来存放对象的个数，或者说数组的大小。
使用方法第二步中的new才是使用placement new，其实是没有申请内存的，只是调用了构造函数。返回一个指向已经分配好的内存的一个指针，所以对象销毁的时候不需要调用delete释放空间，但必须调用析构函数销毁对象。

参考自：http://www.ksarea.com/articles/20080124_cc.html

以上为网友整理的资料。下面为一个C++权威参考资料：

operator new分为三种形式（前2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 size, const std::nothrow_t& nothrow_constant) throw(); 
void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw(); 
 

第一种分配size个字节的存储空间，并进行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。

第二种在分配失败时不抛出异常，它返回一个NULL指针。

第三种是placement new版本。它不分配内存，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。

三种版本的operator new 定义在全局命名空间，不在std中。第一、第二个版本C++默认在每个编译单元中声明，不需要#include <new>头文件。第一、第二个版本可以被用户更换和重载，定义自己的版本，第三种placement new不可重载。

例子：

01 // operator new example

02 #include <iostream>

03 #include <new>

04 using namespace std;

05

06 struct myclass {myclass() {cout <<"myclass constructed/n";}};

07

08 int main () {

09

10    int * p1 = new int;

11 // same as:

12 // int * p1 = (int*) operator new (sizeof(int));

13

14    int * p2 = new (nothrow) int;

15 // same as:

16 // int * p2 = (int*) operator new (sizeof(int),nothrow);

17

18    myclass * p3 = (myclass*) operator new (sizeof(myclass));

19 // (!) not the same as:

20 // myclass * p3 = new myclass;

21 // (constructor not called by function call, even for non-POD types)

22

23    new (p3) myclass;   // calls constructor

24 // same as:

25 // operator new (sizeof(myclass),p3)

26

27    return 0;

28 }

输出：myclass constructed

重载operator new

 
   01class Base { 
 
   02public: 
 
   03  Base() { } 
 
   04 
 
   05  void *operator new( size_t size, string str ) { 
 
   06    cout << "Logging an allocation of " << size << " bytes for new object'" << str << "'" << endl; 
 
   07    return malloc( size ); 
 
   08  } 
 
   09 
 
   10  int var; 
 
   11  double var2; 
 
   12}; 
 
   13 
 
   14... 
 
   15 
 
   16Base* b = new ("Base instance 1") Base;

输出： Logging an allocation of 12 bytes for new object 'Base instance 1'

new operator的四种用法

 
   1pointer = new type; 
 
   2pointer = new type( initializer ); 
 
   3pointer = new type[size]; 
 
   4pointer = new( arg-list ) type...    //4th vision 
 
   5 
 
   6Foo *foo;  
 
   7foo = new(nothrow) Foo();            //use the 4th vision 
 
   8assert( foo );