c++ - 为什么 new[-1] 会产生 segfault，而 new[-2] 会抛出 bad_alloc？

Question

我尝试通过将一些否定参数传递给 new[] 来测试 bad_alloc 异常。当传递小的负数时，我得到了我所希望的 - bad_alloc。但是，当传递 -1 时，我可以看到我的对象被构​​造了数千次(我在构造函数中打印静态计数器)并且应用程序因段错误而终止。

new[] 将有符号整数转换为 size_t，所以 -1 是 size_t 和 -2 是最大值 - 1 以此类推。

那么为什么new[]在接收到一个巨大的数字时会抛出异常，但在接收到size_t的最大值时会尝试分配呢？ new[] 的 1111...1 和 1111...0 有什么区别？ :)

提前致谢!

Answer 1

这是我的猜测:

在很多实现中，分配器会在分配的区域旁边放置一些元数据。
(例如，分配的大小。)因此，实际上，您分配的数量超出了您的要求。

假设 size_t 是 32 位。编译为 32 位。

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当你这样做时:

int *array = new int[-1];

-1 变为 -1 * 4 bytes = 4294967292(溢出后)。但是如果分配器实现将 4 字节的元数据放在分配的区域旁边。实际大小变为:

4294967292 + 4 bytes = 0 bytes (after overflow)

所以实际上分配了 0 个字节。

当您尝试访问内存时，您会立即出现段错误。

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现在假设你这样做了:

int *array = new int[-2];

-2 变为 -2 * 4 bytes = 4294967288(溢出后)。附加 4 字节的元数据，你会得到 4294967288 + 4 = 4294967292。

当分配器向操作系统请求 4294967292 字节时，它会被拒绝。所以它会抛出 bad_alloc。

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所以基本上，-1 和 -2 可能会在分配器附加其元数据后是否会溢出之间产生差异。