C++中的布局new操作符

本文介绍了C++中Placement New操作符的使用方法及其特点。Placement New允许程序员指定对象创建的具体内存位置,这对于内存管理或者需要精确控制内存地址的场景非常有用。文章通过示例代码展示了如何使用Placement New,并解释了为何不能使用delete来释放通过Placement New分配的内存。

通常,new负责在堆内存中找到一个能够满足要求的内存块。new操作符还有一种变体:placement new 操作符,它能让你指定要使用的内存的位置。 程序员可以使用这种特性来设置其内存管理规程或处理需要通过特定地址进行访问的硬件。
要使placement new,首先需要包含头文件new,下面的代码段演示了new操作符的用法:

#include <new>
#include <iostream>
using namespace std;

struct chaff{
    char a[20];
    int flag;
};

char buffer1[50];
char buffer2[500];

int main(){
    cout<<"Buffer1 at "<<(void*)buffer1<<endl;
    cout<<"Buffer2 at "<<(void*)buffer2<<endl;

    chaff *p0,*p1,*p2;
    int *p3,*p4,*p5;

    p0=new chaff;
    p3=new int[20];
    cout<<"p0 at "<<p0<<endl;
    cout<<"p3 at "<<p3<<endl;
    delete p0;
    delete [] p3;

    p1=new (buffer1) chaff;
    p4=new (buffer2) int [20];
    cout<<"p1 at "<<p1<<endl;
    cout<<"p4 at "<<p4<<endl;

    p2=new (buffer1) chaff;
    p5=new (buffer2+100) int [20];
    cout<<"p2 at "<<p2<<endl;
    cout<<"p5 at "<<p5<<endl;

    return 0;
}


在上面的代码段中,对p1和p4使用了placement new操作符。这意味着,p1将使用以buffer1为首地址的内存块,而p4将使用以buffer2为首地址的内存块。下面的第二次使用placement new 操作符,p2将使用buffer1为首地址的内存块,而p5将使用buffer2首址+100的内存地址为起始地址的内存块。
程序在我机器上的输出如下:
Buffer1 at 0x437000
Buffer2 at 0x437040
p0 at 0x3d3e68
p3 at 0x3d3e88
p1 at 0x437000
p4 at 0x437040
p2 at 0x437000
p5 at 0x4370a4

当然,你可能会觉得程序有点奇怪。p1和p2都使用了以buffer1为首地址的内存。这样p2会不会将p1覆盖?另外使用placement new操作符的地方没有用delete语句释放内存。这样会不会出问题。答案是:不会。事实上,placement new操作符使用的是静态内存,而不是动态分配的内存。这就意味着,不能用delete操作符来对它进行内存释放。这就跟这样写一样:
int a;
delete a;
这反而会引发运行时错误。而你担心的p2将p1覆盖的问题,事实上并不会存在,但是p1和p2会指向同一块内存!我们可以在上面的程序的最下面加上这样的一段代码:
    strcpy(p2->a,"hello");
    p2->flag=100;

    cout<<"p2->a = "<<p2->a<<endl;
    cout<<"p2->flag = "<<p2->flag<<endl;
    cout<<"p1->a = "<<p1->a<<endl;
    cout<<"p1->flag = "<<p1->flag<<endl;

查看这时的输出,你会发现,p1和p2其实是完全一样的!

<think>嗯,用户想了解JavaScript中new操作符的用法和原理。首先,我需要回忆一下new操作符的基本作用。根据引用[1]中的例子,当使用new调用构造函数时,会生成一个实例对象,比如Person的实例p1,拥有name和age属性。这说明new操作符和构造函数一起使用来创建对象。 然后,用户可能想知道new操作符具体做了哪些步骤。根据引用[2],用户之前对new的理解有些混乱,比如认为可能是继承原型或者改变this指向。这时候需要明确new的四个步骤:创建新对象、链接原型、绑定this、返回对象。需要分步骤解释,并结合代码示例说明。 接下来,用户可能需要示例来加深理解。引用[1]中的示例展示了基本用法,可以再补充一个更详细的例子,比如带有方法的构造函数,并展示实例如何访问原型上的方法。同时,要注意手动实现一个new的模拟函数,如引用[1]中的模拟实现,这样可以更直观地展示内部机制。 另外,用户可能对内存管理感兴趣,比如引用[3]提到的C++中的newdelete,但用户的问题是JavaScript中的,需要区分清楚。不过可以提到JavaScript的自动内存管理,不需要手动释放,但需要理解原型链和构造函数的作用。 还有,引用[4]提到的布局new操作符C++的内容,可能与用户问题无关,但需确保不混淆概念。专注于JavaScript的new操作符。 可能用户还会对常见问题有疑问,比如忘记使用new导致的问题,或者如何判断实例是否由某个构造函数创建。这时候需要解释直接调用构造函数时this指向全局对象的问题,以及instanceof操作符的原理。 最后,生成的相关问题要覆盖原理、手写实现、内存管理和常见错误,这样用户可以有进一步学习的路径。确保回答结构清晰,步骤明确,示例易懂,并引用提供的参考资料来支持解释。</think>### new操作符的原理与用法详解 new操作符是JavaScript中创建对象实例的核心机制,主要实现以下功能: 1. 创建空对象并绑定原型链 2. 执行构造函数初始化对象 3. 自动返回新对象(构造函数无返回值时) #### 一、基础用法示例 ```javascript function Person(name) { this.name = name this.sayHi = function() { return `Hi, I'm ${this.name}` } } const p = new Person('Alice') console.log(p.name) // "Alice" console.log(p.sayHi()) // "Hi, I'm Alice" ``` 此时`p.__proto__ === Person.prototype`成立,实现原型继承[^1] #### 二、new操作符执行步骤 1. **创建新对象**:`const obj = Object.create(constructor.prototype)` 2. **绑定上下文**:`constructor.call(obj, ...args)` 3. **处理返回值**: - 若构造函数返回对象,则返回该对象 - 否则返回新创建的obj对象 ```javascript // 手动模拟实现 function myNew(constructor, ...args) { const obj = Object.create(constructor.prototype) const result = constructor.apply(obj, args) return result instanceof Object ? result : obj } ``` (参考引用[1]的实现思路) #### 三、内存管理特性 1. 每次new都会创建独立对象 2. 方法应尽量放在原型上: ```javascript Person.prototype.sayHi = function() { /* 优化内存使用 */ } ``` #### 四、常见易错场景 1. **忘记使用new**: ```javascript const bad = Person('Bob') // this指向window/global,造成全局污染 ``` 2. **构造函数返回非对象**: ```javascript function Cat() { return 123 } const c = new Cat() // 仍然返回新建的Cat实例 ``` #### 五、类型验证方法 ```javascript console.log(p instanceof Person) // true console.log(Object.getPrototypeOf(p) === Person.prototype) // true ```
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