c++ - 通过 malloc 为 std::string 数组分配内存不起作用

Question

我无法在堆上为字符串数组分配内存。分配新作品，但每次都会出现 malloc 段错误。我首先要使用 malloc 的原因是我不想不必要地调用构造函数。

这很好用

std::string* strings = new std::string[6];

这不是

std::string* strings = (std::string *)malloc(sizeof(std::string[6]));

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我注意到的一件事是，第一个变体(使用 new)分配了 248 字节的内存，而第二个变体仅分配了 240 个。无论我收集的数组大小如何，这 8 个字节的差异都是恒定的，并且我找不到差异的来源。

这是出现段错误的全部代码。

#include <iostream>

void* operator new(size_t size)
{
    std::cout << size << std::endl;
    return malloc(size);
}

void* operator new [](size_t size)
{
    std::cout << size << std::endl;
    return malloc(size);
}

int main() {
    std::string* strings = new std::string[6];
    strings = (std::string *)malloc(sizeof(std::string[6]));

    strings[0] = std::string("test");

    return 0;
}

我注意到的另一件事是，如果我在 malloc 之后使用 memset 将我用 malloc 分配的所有字节设置为 0，上面的代码似乎可以工作。我不明白这 8 个字节的差异来自哪里有效，以及为什么这个变体完全有效。为什么仅仅因为我将所有字节都设置为 0 它就可以工作？

Answer 1

malloc() 仅分配原始内存，但不会在内存中构造任何对象。

new 和 new[] 都分配内存和构造对象。

如果您真的想使用malloc() 创建一个C++ 对象数组(您真的不应该这样做!)，那么您将不得不使用placement-new 自己调用对象构造函数。 ，并在释放内存之前自己调用对象析构函数，例如:

std::string* strings = static_cast<std::string*>(
    malloc(sizeof(std::string) * 6)
);

for(int i = 0; i < 6; ++i) {
    new (&strings[i]) std::string;
}

...

for(int i = 0; i < 6; ++i) {
    strings[i].~std::string();
}

free(strings);

在 C++11 和 C++14 中，你应该使用 std::aligned_storage帮助计算数组内存的必要大小，例如:

using string_storage = std::aligned_storage<sizeof(std::string), alignof(std::string)>::type;

void *buffer = malloc(sizeof(string_storage) * 6);

std::string* strings = reinterpret_cast<std::string*>(buffer);

for(int i = 0; i < 6; ++i) {
    new (&strings[i]) std::string;
}

...

for(int i = 0; i < 6; ++i) {
    strings[i].~std::string();
}

free(buffer);

在 C++17 及更高版本中，您应该使用 std::aligned_alloc()而不是直接使用 malloc()，例如:

std::string* strings = static_cast<std::string*>(
    std::aligned_alloc(alignof(std::string), sizeof(std::string) * 6)
);

for(int i = 0; i < 6; ++i) {
    new (&strings[i]) std::string;
}

...

for(int i = 0; i < 6; ++i) {
    strings[i].~std::string();
}

std::free(strings);