c++ - HEAP 上的数组分配(单独分配与......连续分配？)

Question

在这个答案中:https://stackoverflow.com/a/8547993/5324086

此人用两种方式在 HEAP 上分配数组:

int main(){
    const int n = 100000;

#ifdef ALLOCATE_SEPERATE
    double *a1 = (double*)malloc(n * sizeof(double));
    double *b1 = (double*)malloc(n * sizeof(double));
    double *c1 = (double*)malloc(n * sizeof(double));
    double *d1 = (double*)malloc(n * sizeof(double));
#else
    double *a1 = (double*)malloc(n * sizeof(double) * 4);
    double *b1 = a1 + n;
    double *c1 = b1 + n;
    double *d1 = c1 + n;
#endif
}

这两种分配方式有什么区别？

else 中的第二种方法是否以连续的方式 block 分配？

Answer 1

^{(我专注于 Linux 的观点；使其适应您的 operating system 和/或编译器实现)}

您问题中的代码具有类似 C 语言的外观和感觉。真正的 C++ 将使用 new , 那是在非 ALLOCATE_SEPARATE类似的情况

 double *a1 = new double[4*n];
 double *b1 = a1 + n;

如果内存分配失败你会得到一个std::bad_alloc异常。

What is the difference between the two ways of allocation?

ALLOCATE_SEPARATE案例正在对 malloc 进行四次调用.请注意:

• 每个人 malloc可能会失败，您应该检查一下，例如与

  double *a1 = (double*)malloc(n * sizeof(double));
  if (!a1) { perror("malloc a1"); exit (EXIT_FAILURE); };
  

  假设您需要一些 C 代码。和 malloc 可以失败，例如当内核无法提供更多虚拟内存时，例如因为mmap(2)失败，已达到某些限制(参见 getrlimit(2) ...)，交换空间已耗尽(禁用内存过量使用)，等等......阅读有关 paging 的信息& page cache ，以及 malloc(3) 的手册页，尤其是它的NOTES 部分....顺便说一句，您的计算机的资源有限，因此它们可能会溢出。在便宜的笔记本电脑上，您将无法成功 malloc 2015 年 10 TB 的内存(并可靠地使用内存区域)。当然对于 n = 100000 malloc 通常会成功。

• 在实践中 malloc如果您要求大量 内存(千兆字节)，可能会失败，但某些操作系统有 memory overcommitment (我个人不喜欢这个功能并在我的 Linux 系统上禁用)并给你一些指示，即使没有足够的空间用于巨大的内存区域

• 在不太可能的情况下 n * sizeof(double)溢出size_t ，灾难就会发生。

非ALLOCATE_SEPARATE正在询问 malloc(n * sizeof(double) * 4)这可能会溢出较小的值 n (在实践中仍然非常大)。 * 4是必需的，因为我们要求有足够的空间来容纳四个不同的非 aliasing pointers以及它们不重叠的内存区域。

Is the second method in else block allocating in a contiguous manner?

当然可以(正如我所说，对于较小的 n 值可能会溢出或失败，例如当 n * sizeof(double) * 4 在 32 位 Linux(即 Android)平板电脑上的 n * 32 大于例如3 GB，甚至可能是 1 GB。

实际上，您应该使用 C++11 containers和代码:

#include <vector>
int main(){
   const int n = 100000;
   std::vector<double> vec(n);

vector 的数据将位于堆中，vec 的析构函数会释放它。

当然，heap数据分配在 address space 中的 virtual memory你的process (在 Linux 上，可能使用 mmap(2) - 或有时使用 sbrk - syscall )。