在容器中使用 placement new

Question

我刚刚发现了一些用 C++ 实现的容器。 class 使用内部缓冲区来管理其对象。这是一个没有安全检查的简化版本:

template <typename E> class Container
{
public:
   Container() : buffer(new E[100]), size(0) {}
   ~Container() { delete [] buffer; }

   void Add() { buffer[size] = E(); size++; }
   void Remove() { size--; buffer[size].~E(); }

private:
   E* buffer;
   int size;
};

AFAIK 如果 new/delete 未自定义，这将 construct/destruct E 在 Container() 和 ~Container() 中冗余对象。这似乎很危险。

在 Add() 中使用放置 new 是否是防止危险的冗余构造函数/析构函数调用的最佳方法（除了将 class 绑定到功能齐全的池之外）？

使用放置 new 时，new char[sizeof(E)*100] 是否是分配缓冲区的正确方法？

Answer 1

AFAIK this will construct/destruct E objects redundantly

看起来是这样。 newed 数组已经应用了默认构造函数，delete[] 也会为所有元素调用析构函数。实际上，Add() 和 Remove() 方法除了维护 size 计数器外几乎没有添加。

When using placement new, would new char[sizeof(E)*100] be the correct way for allocating the buffer?

最好选择已经为您处理所有内存问题的 std::allocator。

使用放置 new 并自行管理内存需要您了解许多问题（包括）；

对齐
分配和使用的大小
毁灭
安置等施工问题
可能存在别名

None这些是不可能超越的，标准库中已经做到了。如果您有兴趣使用自定义分配器，global allocation functions (void* operator new (std::size_t count);) 将是内存分配的合适起点。

无需进一步解释代码的原始用途 - std::vector 或 std::array 将是管理容器中元素的更好选择。

Answer 2

代码存在一些问题。如果您在调用 Add() 之前调用 Remove()，您将执行对到已析构对象的赋值。

否则delete[] buffer将调用数组中100个对象的析构函数。之前可能调用过。

这是一个有效的程序：

#include <iostream>

int counter=0;

class Example {

    public:
        Example():ID(++counter){
           std::cout<<"constructing "<<ID<<std::endl;
        }
        ~Example(){
            std::cout<<"destructing "<<ID<<std::endl;
            ID=-1;
        }
    private:


      int ID;
};

template <typename E> class Container
{
public:
   Container() : buffer(new char [100*sizeof(E)]), size(0) {}
   ~Container() {
        for(size_t i=0;i<size;++i){
            reinterpret_cast<E*>(buffer)[i].~E();
        }
        delete []  buffer; 
    }

   void Add() { new (buffer+sizeof(E)*size) E(); size++; }
   void Remove() { reinterpret_cast<E*>(buffer)[--size].~E(); }

private:
   void* buffer;
   size_t size;
};


int main() {
    Container<Example> empty;

    Container<Example> single;
    Container<Example> more;

    single.Add();

    more.Add();

    more.Remove();

    more.Add();
    more.Add();
    more.Remove();

    return 0;
}

在容器中使用 placement new

Using placement new in a container

c++

memory-management

placement-new

object-construction

object-destruction