通过 malloc 创建类实例而不是放置 new 是否正确？答案

【问题标题】：Is it correct to create a class instance through malloc and instead placement new?通过 malloc 创建类实例而不是放置 new 是否正确？
【发布时间】：2015-03-29 10:20:29
【问题描述】：

这是一个类。

class A
{
public:
A()
private:
int m_a;
};

我们能否创建一个类的对象，而不是放置运算符new 并使用malloc，如下所示：

void* a = malloc(sizeof(A)); // allocate raw memory 
A* obj = reinterpret_cast< A* > ( a ); // assign to the adress
a->A() // call the constructor

正确吗？如果不是，我们可以使用malloc 构造一个对象而不是放置new（使用其他一些C 技术）吗？

【问题讨论】：

这还能编译吗？
@πάνταῥεῖ 不，invalid use of A::A。
调用构造函数的代码是new(obj) A，而不是a->A()。是的，这应该可行。
我不知道。我需要了解可以通过 malloc 创建实例而不是放置新实例，即使用一些 C 技术？
你不能，这是唯一的办法

标签： c++ object malloc dynamic-memory-allocation placement-new

【解决方案1】：

从malloc 获取原始内存后，您需要使用placement new。

class S
{};
...
void *mem = malloc(sizeof(S));
S* s = new (mem) S(); //this is the so called "placement new"

然后显式调用它的析构函数。

s->~S();
free(mem);

【讨论】：

【解决方案2】：

让我们稍微澄清一下术语。 'Placement new' 是调用构造函数的方法只，它不分配内存。常规 new 更类似于 malloc，因为它分配内存。

在 C++ 中使用 malloc 的正确方法是 malloc 并然后使用placement new。

void* a = malloc(sizeof(A)); // allocate raw memory 
A* obj = reinterpret_cast< A* > (a);
new(obj) A(); // placement new syntax runs the constructor of A()

或者进一步简化：

void* a = malloc(sizeof(A)); // allocate raw memory 
A* obj = new(a) A(); // placement new syntax runs the constructor of A()

但是，（通常）没有理由这样做。如果你需要使用特定的分配器，你可以定义一个自定义的 operator new 重载。

【讨论】：

我会将第二行和第三行合并到A* obj = new(a) A(); 中，这样可以避免将reinterpret_cast 转换为无效类型（从malloc 返回的指针不指向@987654326 @ 直到 A 被构造）。
在你的代码中你使用了新的。问题是，如何使用 new(obj) A() 来做 sush 事情？
@Վարդան Գրիգորյան ：您误会了：在这种情况下，新称为放置新，它不分配内存。它只调用 A() 的构造函数。
@ՎարդանԳրիգորյան：不使用 new 就无法直接调用构造函数。（或者换一种说法，placement new 是直接调用构造函数的C++机制）。
简化版第二行不应该是A* obj = new(a) A();吗？

【解决方案3】：

注意，malloc 返回的地址与 8 字节对齐。如果你的班级只有一个

char a[6];

成员你浪费了 2 个字节（如果你只有 1 个字符或 1 个布尔值，你将浪费 7 个字节），而如果你有一个

v4si a;

SIMD 指令的 4 字节向量，您可能有错误的对齐方式，需要额外的指令才能正确地重新对齐。

不浪费内存：

class TinyClass{
    char c[3];
public:
    TinyClass( char c1, char c2, char c3){
        c[0] = c1; c[1] = c2; c[2] = c3;
    }
};

基本上你必须一次创建多个对象（但它们也必须同时销毁，所以这可能不适合你）

#include <new> //not needed if you already include any STL header

int number_of_items = 6;
void* a = malloc(sizeof(TinyClass)*number_of_items);
TinyClass * Ptr = reinterpret_cast< TinyClass* > (a);
for(int i=0; i<number_of_items; i++)
    new(&Ptr[i]) TinyClass('a','b','c');

//later
for(int i=0; i<number_of_items; i++)
    Ptr[i].~TinyClass();  //destructor
Ptr = NULL; // or Ptr = nullptr; if you have c++11
free(a);

强制对齐大于 8 个字节：

C++ possible implementation of aligned malloc

如果你不介意性能或内存浪费，当然忘了我说的 ^^，因为那是有点臃肿的代码。

在 C++ 中也一样吗？不完全是，在 c++ 中使用“new”会返回一个至少与所需内容对齐的指针，但不能保证实现不会有更大的对齐）

【讨论】：