c++ - C++中的字符串分配

Question

当我注意到一些奇怪的事情时，我正在玩重载 new 和 delete 运算符。

1. 我有:

   void* operator new(size_t size)
   {
       std::cout << "Allocating memory..." << std::endl;
   
       void* p = malloc(size);
   
       if (NULL == p)
       {
           throw std::bad_alloc();
       }
   
       return p;
   }
   

2. 当我这样做时:

   int main()
   {
       int* x = new int(1);
       std::cout << *x << std::endl;
       delete x;
       return EXIT_SUCCESS;
   }
   

   一切都按预期进行，我得到:

   Allocating memory...
   1
   

3. 但是当我这样做的时候:

   int main()
   {
       std::string* s = new std::string("Hello world");
       std::cout << *s << std::endl;
       delete s;
       return EXIT_SUCCESS;
   }
   

   我得到:

   Allocating memory...
   Allocating memory...
   Hello world
   

4. 事实上，当我这样做的时候:

   int main()
   {
       std::string s = "Hello world";
       return EXIT_SUCCESS;
   }
   

   我仍然得到 Allocating memory...!

5. 最后，我做了:

   int main()
   {
       std::string s = "Hello world";
       std::cout << &s << std::endl;
       while (true);
   }
   

   得到类似的东西:

   $ ./test &
   [1] 8979
   Allocating memory...
   0xbfc39a68
   $ cat /proc/8979/maps | grep stack
   bfc27000-bfc3c000 ... [stack]
   

   所以现在我确定 s 变量已分配到堆栈上...但是，什么调用了 new 运算符？我最好的猜测是它与实际文字的内存分配有关，“Hello world”...但它应该是静态内存，new都是关于动态内存的。

这是怎么回事？

更新

在阅读评论并亲自调试示例后，我想得出的结论是，一旦调用字符串构造函数，它就会在堆上为其内部实现分配内存。这可以通过跟踪 new 调用看出:

(gdb) b 13 // that's the std::cout << "Allocating memory..." << std::endl; line
(gdb) r
... Breakpoing 1, operator new (size=16) at test.cpp:13 ...
(gdb) backtrace
#0 operator new (size=16) at main.cpp:13
#1 std::string::_Rep::_S_create(unsigned int, unsigned int, std::allocator<char> const&) () from /usr/lib/libstdc++.so.6
...

并阅读 std::string(嗯，basic_string.tcc)源代码:

template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
typename basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep*
basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep::
_S_create(size_type __capacity, size_type __old_capacity,
          const _Alloc& __alloc)
{

   ...

    void* __place = _Raw_bytes_alloc(__alloc).allocate(__size);
   _Rep *__p = new (__place) _Rep; // Bingo!
   __p->_M_capacity = __capacity;

   ...

}

是的。编程很酷。

Answer 1

当你写作时

std::string s = "Hello world";

你正在调用构造函数string (const char* s);，这个构造函数的规范是复制s指向的空终止字符序列(C-string)。 因此构造函数分配内存来存储拷贝。