Что такое placement new

1️⃣ Как кратко ответить

Placement new — это специальная форма оператора new в C++, которая позволяет размещать объект в заранее выделенной области памяти. Она используется, когда необходимо контролировать процесс выделения памяти, например, для оптимизации производительности или работы с памятью, выделенной другим способом.

2️⃣ Подробное объяснение темы

В C++ оператор new обычно используется для выделения памяти в динамической области и создания объекта в этой памяти. Однако, иногда требуется более точный контроль над процессом выделения памяти, например, когда память уже выделена заранее или когда необходимо управлять расположением объекта в памяти. В таких случаях используется placement new.

Placement new позволяет создать объект в заранее выделенной области памяти. Это может быть полезно в системах с ограниченными ресурсами, в реальном времени или в случаях, когда необходимо избежать накладных расходов на выделение памяти.

Пример использования placement new

Рассмотрим пример, где мы используем placement new для создания объекта в заранее выделенной области памяти:

#include <iostream>
#include <new> // Для использования std::nothrow и placement new
​
class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "Constructor called" << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "Destructor called" << std::endl;
    }
    void display() {
        std::cout << "Display method called" << std::endl;
    }
};
​
int main() {
    // Выделяем память для объекта MyClass
    char buffer[sizeof(MyClass)];
​
    // Используем placement new для создания объекта в выделенной памяти
    MyClass* obj = new (buffer) MyClass;
​
    // Вызываем метод объекта
    obj->display();
​
    // Явно вызываем деструктор, так как память не будет освобождена автоматически
    obj->~MyClass();
​
    return 0;
}

Объяснение кода

1. #include <new>: Подключаем заголовочный файл <new>, который необходим для использования placement new.

2. class MyClass: Определяем класс MyClass с конструктором, деструктором и методом display.

3. char buffer[sizeof(MyClass)];: Выделяем массив buffer размером, достаточным для хранения объекта MyClass. Это и есть наша заранее выделенная область памяти.

4. new (buffer) MyClass;: Используем placement new для создания объекта MyClass в памяти, на которую указывает buffer. Синтаксис new (buffer) MyClass указывает компилятору, что объект должен быть создан в указанной области памяти.

5. obj->display();: Вызываем метод display у созданного объекта.

6. obj->~MyClass();: Явно вызываем деструктор объекта. Это необходимо, так как при использовании placement new память не освобождается автоматически, и мы должны вручную управлять жизненным циклом объекта.

Зачем это нужно

Placement new полезен в ситуациях, когда необходимо:

• Избежать накладных расходов на выделение памяти.
• Управлять расположением объектов в памяти, например, для оптимизации кэширования.
• Работать с памятью, выделенной другими средствами (например, встраиваемые системы или специализированные аллокаторы).

Placement new предоставляет разработчику мощный инструмент для управления памятью, но требует осторожности, так как неправильное использование может привести к утечкам памяти или неопределенному поведению.