Question

在将数据库用于数组时，是否可以在便携式代码中实际使用placement new？

看来你从new []返回的指针并不总是与你传入的地址相同（5.3.4，标准中的注释12似乎证实这是正确的），但我不是如果是这种情况，请参阅如何为数组分配缓冲区。

以下示例显示了该问题。使用Visual Studio编译，此示例导致内存损坏：

#include <new>
#include <stdio.h>

class A
{
    public:

    A() : data(0) {}
    virtual ~A() {}
    int data;
};

int main()
{
    const int NUMELEMENTS=20;

    char *pBuffer = new char[NUMELEMENTS*sizeof(A)];
    A *pA = new(pBuffer) A[NUMELEMENTS];

    // With VC++, pA will be four bytes higher than pBuffer
    printf("Buffer address: %x, Array address: %x\n", pBuffer, pA);

    // Debug runtime will assert here due to heap corruption
    delete[] pBuffer;

    return 0;
}

查看内存，编译器似乎正在使用缓冲区的前四个字节来存储其中项目数的计数。这意味着因为缓冲区只有sizeof(A)*NUMELEMENTS大，所以数组中的最后一个元素被写入未分配的堆中。

所以问题是，您是否可以找到实施所需的额外开销，以便安全地使用placement new []？理想情况下，我需要一种可在不同编译器之间移植的技术。请注意，至少在VC的情况下，不同类的开销似乎不同。例如，如果我删除示例中的虚拟析构函数，则从new []返回的地址与我传入的地址相同。

Answer 1

就个人而言，我选择不在数组上使用placement new，而是单独在数组中的每个项目上使用placement new。例如：

int main(int argc, char* argv[])
{
  const int NUMELEMENTS=20;

  char *pBuffer = new char[NUMELEMENTS*sizeof(A)];
  A *pA = (A*)pBuffer;

  for(int i = 0; i < NUMELEMENTS; ++i)
  {
    pA[i] = new (pA + i) A();
  }

  printf("Buffer address: %x, Array address: %x\n", pBuffer, pA);

  // dont forget to destroy!
  for(int i = 0; i < NUMELEMENTS; ++i)
  {
    pA[i].~A();
  }    

  delete[] pBuffer;

  return 0;
}

无论使用哪种方法，请确保在删除pBuffer之前手动销毁阵列中的每个项目，因为最终可能会泄漏;）

注意：我没有编译它，但我认为它应该可以工作（我在一台没有安装C ++编译器的机器上）。它仍然表明了这一点:)希望它在某种程度上有所帮助！

编辑：

它需要跟踪元素数量的原因是，当您在数组上调用delete并确保在每个对象上调用析构函数时，它可以迭代它们。如果它不知道有多少它将无法做到这一点。

Answer 2

@Derek

5.3.4，第12节讨论了数组分配开销，除非我误读它，否则它似乎向我建议编译器将它添加到新的位置是有效的：

此开销可以应用于所有数组新表达式，包括引用库函数operator new []（std :: size_t，void *）和其他放置分配函数的那些表达式。开销的数量可能因新的一次调用而异。

那就是说，我认为VC是唯一一个给我带来麻烦的编译器，GCC，Codewarrior和ProDG。不过，我必须再次检查以确定。

Answer 3

感谢您的回复。对阵列中的每个项目使用placement new是我在遇到这个时最终使用的解决方案（对不起，应该在问题中提到）。我只是觉得我一直缺少一些关于放置new []的事情。实际上，由于标准允许编译器向数组添加额外的未指定开销，因此放置new []似乎基本上无法使用。我不知道你怎么能安全和便携地使用它。

我甚至不清楚为什么它需要额外的数据，因为你不会在数组上调用delete []，所以我不完全明白为什么它需要知道它中有多少项。

Answer 4

@詹姆斯

我甚至不清楚为什么它需要额外的数据，因为你不会在数组上调用delete []，所以我不完全明白为什么它需要知道它中有多少项。

在考虑之后，我同意你的看法。没有理由为什么放置new应该需要存储元素的数量，因为没有放置删除。由于没有放置删除，因此没有理由将新位置存储元素数量。

我还在Mac上用gcc测试了这个，使用了带析构函数的类。在我的系统上，放置new是而不是更改指针。这让我想知道这是否是VC ++问题，以及这是否可能违反标准（标准并没有特别针对此问题，据我所知）。

Answer 5

Placement new本身是可移植的，但是您对指定内存块所做的假设是不可移植的。就像之前所说的那样，如果你是一个编译器并且给了一块内存，你怎么知道如何分配一个数组并正确地破坏每个元素，如果你只有一个指针？（参见operator delete []的界面。）

编辑：

实际上有一个放置删除，只有当构造函数在分配带有放置new []的数组时抛出异常时才会调用它。

new []是否真的需要以某种方式跟踪元素的数量，这是由标准产生的，这留给了编译器。不幸的是，在这种情况下。

Answer 6

我认为gcc与MSVC做同样的事情，但当然这并不能使它“可移植”。

我认为当NUMELEMENTS确实是编译时常量时，你可以解决这个问题，如下所示：

typedef A Arr[NUMELEMENTS];

A* p = new (buffer) Arr;

这应该使用新标量放置。

Answer 7

与使用单个元素计算一个placement-new的大小类似，使用这些元素的数组来计算数组所需的大小。

如果您需要其他计算的大小，其中元素的数量可能未知，您可以使用sizeof（A [1]）并乘以您所需的元素数。

e.g

char *pBuffer = new char[ sizeof(A[NUMELEMENTS]) ];
A *pA = (A*)pBuffer;

for(int i = 0; i < NUMELEMENTS; ++i)
{
    pA[i] = new (pA + i) A();
}

可以以便携方式使用新的数组放置吗？

7 个答案: