Question

这与this question非常相似，但答案并没有真正回答这个问题，所以我想我会再问：

有时我会与返回可变长度结构的函数进行交互;例如，Windows中的FSCTL_GET_RETRIEVAL_POINTERS返回可变大小的RETRIEVAL_POINTERS_BUFFER结构。

在C ++中不鼓励使用malloc / free，所以我想知道：
在标准C ++中分配可变长度缓冲区的“正确”方法是什么（即没有Boost等）？

vector<char>类型不安全（如果我理解的话，不保证对齐），new不适用于自定义大小的分配，我想不出一个好的替代品。有什么想法吗？

Answer 1

我会使用std::vector<char> buffer(n)。在C ++中确实没有可变大小的结构，所以你必须伪造它;把窗户安全扔出窗外。

Answer 2

我认为您无法使用std::vector<char>：

的原因

{
   std::vector<char> raii(memory_size); 
   char* memory = &raii[0];

  //Now use `memory` wherever you want
  //Maybe, you want to use placement new as:

   A *pA = new (memory) A(/*...*/); //assume memory_size >= sizeof(A);
   pA->fun();
   pA->~A(); //call the destructor, once done!

}//<--- just remember, memory is deallocated here, automatically!

好的，我理解你的对齐问题。这并不复杂。你可以这样做：

A *pA = new (&memory[i]) A();
//choose `i` such that `&memory[i]` is multiple of four, or whatever alignment requires
//read the comments..

Answer 3

如果您喜欢malloc() / free()，可以使用

RETRIEVAL_POINTERS_BUFFER* ptr=new char [...appropriate size...];

... do stuff ...

delete[] ptr;

关于对齐的标准的引用（expr.new/10）：

对于char和unsigned char的数组，它们之间存在差异 new-expression的结果和返回的地址分配函数应是最严格的整数倍任何对象大小的基本对齐要求（3.11）不大于正在创建的数组的大小。 [ 注意：因为假定分配函数返回指向存储的指针适用于任何类型的基础对象对齐，这种对数组分配开销的约束允许分配字符数组的常用习惯用法稍后将放置其他类型。 - 结束说明]

Answer 4

您可以考虑使用内存池，并且在RETRIEVAL_POINTERS_BUFFER结构的特定情况下，根据其定义分配池内存量：

sizeof(DWORD) + sizeof(LARGE_INTEGER)

加

ExtentCount * sizeof(Extents)

（我相信你比我更熟悉这个数据结构 - 上面主要是针对你问题的未来读者）。

内存池归结为“分配一堆内存，然后使用您自己的快速分配器将这些内存分成小块”。您可以build your own memory pool，但值得查看Boosts memory pool，这是一个纯标头（没有DLL！）库。请注意，我没有使用Boost内存池库，但你确实询问过Boost，所以我想我会提到它。

Answer 5

std::vector<char>很好。通常，您可以使用零大小参数调用低级c函数，因此您知道需要多少。然后解决对齐问题：只需分配超出需要的数量，并偏移开始指针：

假设您希望缓冲区与4个字节对齐，分配needed size + 4并添加4 - ((&my_vect[0] - reinterpret_cast<char*>(0)) & 0x3)。

然后使用请求的大小和偏移指针调用c函数。

Answer 6

好的，让我们从头开始吧。返回可变长度缓冲区的理想方法是：

MyStruct my_func(int a) { MyStruct s; /* magic here */ return s; }

不幸的是，这不起作用，因为sizeof（MyStruct）是在编译时计算的。任何变长都不适合在编译时计算大小的缓冲区。值得注意的是，这种情况发生在c ++支持的每个变量或类型上，因为它们都支持sizeof。 C ++只有一件事可以处理缓冲区的运行时大小：

MyStruct *ptr = new MyStruct[count];

所以解决这个问题的任何事情都必然会使用new的数组版本。这包括std :: vector和之前提出的其他解决方案。请注意，像char数组的新位置这样的技巧与sizeof完全相同。可变长度缓冲区只需要堆和数组。如果你想留在c ++中，那么就无法绕过这个限制。此外，它需要不止一个对象！这个很重要。你不能用c ++制作变长对象。这是不可能的。

c ++提供的最接近可变长度对象的是“从类型跳转到类型”。每个对象不需要是相同的类型，您可以在运行时操作不同类型的对象。但是每个部分和每个完整对象仍然支持sizeof，它们的大小是在编译时确定的。程序员唯一要做的就是选择你使用的类型。

那么我们解决这个问题的方法是什么？你如何创建可变长度的对象？ std :: string提供了答案。它需要在内部有多个字符，并使用数组替代方法进行堆分配。但这都是由stdlib处理的，程序员不需要关心。然后你将有一个操纵那些std :: strings的类。 std :: string可以做到，因为它实际上是2个独立的内存区域。 sizeof（std :: string）确实返回一个内存块，其大小可以在编译时计算。但实际的可变长度数据位于由new的数组版本分配的单独内存块中。

new的数组版本对它自己有一些限制。 sizeof(a[0])==sizeof(a[1])等。首先分配一个数组，然后对几个不同类型的对象进行新的放置将绕过这个限制。

在C ++中分配可变大小缓冲区的“正确”方法是什么？

6 个答案: