c++ - malloc 和 calloc 与 std::string 的区别

Question

我最近接触了 C++，但在使用 malloc 时遇到了问题。下面的代码不会打印出“成功”(程序崩溃，退出代码为 0xC0000005)，而如果我改用 calloc，则一切正常。

int main(){
    std::string* pointer = (std::string*) malloc(4 * sizeof(std::string));

    for(int i = 0; i < 4; i++){
        pointer[i] = "test";
    }

    std::cout << "Success" << std::endl;

    return 0;
}

下面的代码有效。

calloc(4, sizeof(std::string));

如果我分配正常数量的 12 倍，Malloc 也可以工作。

有人可以解释这种行为吗？这与 std::string 有关系吗？

Answer 1

std::string* pointer = (std::string*) malloc(4 * sizeof(std::string)); 

这只会分配足以容纳 4 个字符串对象的内存。它不构造它们，并且在构造之前的任何使用都是未定义的。

编辑:至于为什么它与 calloc 一起工作:std::string 的默认构造函数很可能将所有字段设置为零。可能 calloc 只是恰好与系统上的 std::string 默认构造相同。相比之下，小的 malloc() 对象可能分配有初始垃圾，因此对象不处于有效状态

使用足够大的malloc() 效果类似于calloc()。当 malloc() 不能重用以前分配的 block (可能有垃圾)时，它会从操作系统请求新 block 。通常操作系统会清除它交给应用程序的任何 block (以避免信息泄漏)，使大 malloc() 的行为类似于 calloc()。

这不适用于所有系统和编译器。 这取决于编译器如何实现 std::string 并且取决于未定义的行为可能如何混淆编译器。这意味着，如果它现在可以在您的编译器上运行，它可能无法在不同的系统或更新的编译器上运行。更糟糕的是，在您编辑程序中看似无关的代码后，它可能会停止使用您的编译器在您的系统上工作。 永远不要依赖未定义的行为。

最简单的解决方案是让 C++ 处理分配和构造，然后再处理销毁和释放。这由

自动完成

std::vector<std::string> str_vec(4);

如果您坚持分配和取消分配您自己的内存(这在 99.9% 的情况下都是一个坏主意)，您应该使用 new 而不是 malloc。与 malloc() 不同，使用 new 实际上是构造对象。

// better use std::unique_ptr<std::string[]>
// since at least it automatically
// destroys and frees the objects.
std::string* pointer = new std::string[4];

... use the pointer ...

// better to rely on std::unique_ptr to auto delete the thing.
delete [] pointer;

如果出于某种奇怪的原因你仍然想使用 malloc(99.99% 的情况下这是个坏主意)，你必须自己构造和销毁对象:

constexpr int size = 4;
std::string* pointer = (std::string*) malloc(size * sizeof(std::string)); 
for (int i=0; i != size ;++i)
    // placement new constructs the strings
    new (pointer+i) std::string;

... use the pointer ....

for (int i=0; i != size ;++i)
    // destruct the strings
    pointer[i].~string();
free(pointer);