placement new 在一块已分配内存上创建对象

它的原型如下： 
void *operator new( size_t, void *p ) throw()  { return p; }

首先我们区分下几个容易混淆的关键词：new、operator new、placement new 
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，而不是new和delete。

看如下代码： 
class MyClass {…}; 
MyClass * p=new MyClass;

这里的new实际上是执行如下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。

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，一般你重载的其中一个，那么最后把其余的三个都重载一遍。

至于placement new才是本文的重点。其实它也只是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。

    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： 
class MyClass {…}; 
char *buf=new char[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];或者char buf[N*sizeof(MyClass)+sizeof(int)];

2. 对象的构造 
MyClass * pClass=new(buf) MyClass;

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。 
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。

[使用方法]

在很多情况下，placement new的使用方法和其他普通的new有所不同。这里提供了它的使用步骤。

为了保证通过placement new使用的缓存区的memory alignmen(内存队列)正确准备，使用普通的new来分配它：

class Task ;

char * buff = new [sizeof(Task)]; //分配内存

(请注意auto或者static内存并非都正确地为每一个对象类型排列，所以，你将不能以placement new使用它们。)

在刚才已分配的缓存区调用placement new来构造一个对象。

Task *ptask = new(buff) Task

按照普通方式使用分配的对象：

ptask->suspend();

ptask->resume();

//...

一旦你使用完这个对象，你必须调用它的析构函数来毁灭它。按照下面的方式调用析构函数：

ptask->~Task(); //调用外在的析构函数

你可以反复利用缓存并给它分配一个新的对象（重复步骤2，3，4）如果你不打算再次使用这个缓存，你可以象这样释放它：

delete [] buff;

跳过任何步骤就可能导致运行时间的崩溃，内存泄露，以及其它的意想不到的情况。如果你确实需要使用placement new，请认真遵循以上的步骤。

【Q & A】

1、placement new 为何物？

placement new 是重载operator new 的一个标准、全局的版本，它不能够被自定义的版本代替（不像普通版本的operator new 和 operator delete能够被替换）。

void *operator new( size_t, void *p ) throw()

    { return p; }

placement new的执行忽略了size_t参数，只返还第二个参数。其结果是允许用户把一个对象放到一个特定的地方，达到调用构造函数的效果。

class SPort { ... }; // represents a serial port

const int comLoc = 0x00400000; // location of a port

//...

void *comAddr = reinterpret_cast<void *>(comLoc);

SPort *com1 = new (comAddr) SPort; // create object at comLoc

com1->~SPort(); //释放

2、new 、operator new 和 placement new 一样吗？

new ：不能被重载，其行为总是一致的。它先调用operator new分配内存，然后调用构造函数初始化那段内存。

operator new：要实现不同的内存分配行为，应该重载operator new，而不是new。

delete和operator delete类似。

placement new：只是operator new重载的一个版本。它并不分配内存，只是返回指向已经分配好的某段内存的一个指针。因此不能删除它，但需要调用对象的析构函数。

3、在已有的内存上用placement new分配数组

const int numComs = 4;

//...

SPort *comPorts = new (comAddr) SPort[numComs]; // create array

int i = numComs;

while( i )

    comPorts[--i].~SPort();

4、用Placement new 解决buffer的问题

用new分配的数组缓冲时，由于调用了默认构造函数，因此执行效率上不佳。若没有默认构造函数则会发生编译时错误。用Placement new可以解决此类问题。

const size_t n = sizeof(string) * BUFSIZE;

string *sbuf = static_cast<string *>(::operator new( n ));

int size = 0;

//此时，buffer还没有初始化，因此需要用 placement new 调用copy构造函数初始化。

void append( string buf[], int &size, const string &val )

    { new (&buf[size++]) string( val ); } // placement new

//最后的清理

void cleanupBuf( string buf[], int size ) {

    while( size )

        buf[--size].~string(); // destroy initialized elements

    ::operator delete( buf ); // free storage

}