我有一个问题是，malloc / realloc内存将包含一个class / struct数组（我试过结构和类，问题仍然存在）包含std向量的成员。我知道我可以通过使用new和std数组容器类来解决这个问题。但是，我想更好地理解为什么当我使用realloc而不是malloc时，以下小代码崩溃（因为我在将较大的代码项目从C转换为C ++的上下文中遇到了这个问题）。似乎我不一定在类/结构中设置向量的初始大小（有些编译器允许有些不...） - 所以什么是类中的向量 - 一个舒适的指针？
谢谢， 启
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <float.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <vector>
/* mpic++ -O3 -ffast-math -pedantic vec-alloc.cpp -o vec-alloc */
using namespace std;
class float_vector{
public:
double x;
double y;
double z;
float_vector() : x(0), y(0), z(0) {};
};
class voxel{
public:
float_vector x;
vector<double> y;
voxel() : x() {};
};
int main(){
int i;
double d =1.111;
voxel v0, *Comp, *Comp2;
/* dynamically allocate memory */
Comp= (voxel*)malloc(10*sizeof(voxel));
for(i=0;i<10;++i) Comp[i] = v0;
printf("malloc done\n");
/* dynamically re-allocate memory */
Comp2= (voxel*)malloc(sizeof(voxel));
printf("realloc done\n");
for(i=0;i<10;++i){
Comp2 =(voxel*)realloc(&Comp2[0], (i+1)*sizeof(voxel));
Comp2[i] = v0;
}
printf("realloc done\n");
for(i=0;i<10;++i) Comp[i].y.push_back(d);
for(i=0;i<10;++i) printf("%lf\n",Comp[i].y[0]);
for(i=0;i<10;++i) Comp2[i].y.push_back(d); // this crashes
for(i=0;i<10;++i) printf("%lf\n",Comp2[i].y[0]);
return 1;
}
答案 0 :(得分：2)
如果对非POD类使用malloc()，则必须手动调用构造函数（通过放置new）和析构函数。
使用未正确构造的对象会导致未定义的行为，这通常意味着指针崩溃。
显然，为对象释放内存而不对其进行适当的破坏会导致UB。
您的代码必须如下所示：
MyClass *arr = (MyClass *) malloc(10 * sizeof (MyClass));
for (int i = 0; i < 10; i++)
new (arr + i) MyClass; // This line calls constructors
// Do something with the array here
for (int i = 0; i < 10; i++)
arr[i].~MyClass(); // This line calls destructors.
free(arr);
此要求还意味着您不能将realloc()与非POD类型一起使用，因为它不会为旧数组调用析构函数，也不会为新数组调用构造函数。
手动重新分配代码可能如下所示：
MyClass *new_ptr = (MyClass *) malloc(new_size * sizeof (MyClass));
for (int i = 0; i < new_size; i++)
new (new_ptr + i) MyClass((MyClass &&) old_ptr[i]);
for (int i = new_size; i < old_size; i++)
new (new_ptr + i) MyClass;
for (int i = 0; i < old_size; i++)
old_ptr[i].~MyClass();
free(old_ptr);
请记住，上面的代码并不是真正的异常安全。如果构造函数抛出异常并捕获它，那么您需要确保正确地破坏构造的对象。 谢谢@SteveJessop。
现在，当您了解为什么在C ++中通常应该避免使用malloc() / free()时，我希望您能够更加安全new / {{ 1}}，为你完成所有构造和破坏。
答案 1 :(得分：1)
这可能与realloc无关。当您在开始时执行此操作时，您的代码已经具有未定义的行为：
for(i=0;i<10;++i) Comp[i] = v0;
Comp[0]从未被初始化（因为malloc返回未初始化的内存 - 它无法知道您打算使用它的类型，因此即使它想要也不可能初始化它）。然后您的代码尝试分配给它。对于vector等复杂类型，不允许这样做。
为什么不允许？在vector的情况下，因为当您分配给已经保存数据的向量时，它需要释放旧数据。如果没有什么可以自由的，它就不会有任何自由。但是未初始化的内存可能根本没有任何值，所以vector似乎有些东西应该被释放，实际上根本不是一个可释放的指针，更不用说vector由于这项任务应该解放。如果没有初始化，就会违反“this指针数据成员始终是空指针，或者是某个内存的地址，这是向量的责任”的某些类不变，因此vector代码不起作用。
假设您的代码以某种方式超越了这一点，您仍然无法realloc包含vector的内存。从标准的角度来看，这是因为vector<double>不是POD类型，因此它的逐字节副本（包括由realloc完成的）会导致未定义的行为。 / p>
从特定实现的角度来看，我们可能会问自己，实现者可能编写哪些代码，在逐字节复制向量的情况下会出错。一个假设的答案是，在某些情况下，vector可以包含指向自己身体的指针（作为所谓的小矢量优化的一部分）[编辑：实际上，我认为在内部不可能进行小矢量优化出于其他原因的标准，但我的一般观点是，因为向量不是POD，所以实现者可以自由地使用他们的创造力]。如果向量被重定位，则该指针不再指向向量自身的主体，因此不满足类不变量，并且代码不再有效。为了让实现者能够自由地编写这样的代码，作为类用户的自由受到限制，并且不允许通过逐字节复制来重定位向量（或通常任何非POD类型）。
答案 2 :(得分：0)
var time = toDays(21);
function toDays(years)
{
var time;
time = 365*years;
return time;
}
document.write("My age is " + time); /* dynamically allocate memory */
Comp= (voxel*)malloc(10*sizeof(voxel));
现在是指向未初始化内存的指针。
Comp这会尝试调用for(i=0;i<10;++i) Comp[i] = v0;
，但Comp[i].operator=(v0)不是有效的初始化对象。在一个简单的测试/调试案例中，我们可能会很幸运，但在实践中我们会得到垃圾，而矢量会尝试释放/使用无效指针。
这并不仅仅意味着你需要Comp[i]内存，你不能假设初始化对象期望找到什么值。
calloc()Comp2现在是指向单个体素的指针，并且没有“realloc”。
/* dynamically re-allocate memory */
Comp2= (voxel*)malloc(sizeof(voxel));
printf("realloc done\n");
这只是古怪。它始于Comp2指向单个体素。然后，由于某种原因，您获取第一个元素（for(i=0;i<10;++i){
Comp2 =(voxel*)realloc(&Comp2[0], (i+1)*sizeof(voxel));
Comp2[i] = v0;
}
）的地址而不是仅使用第一个元素（&Comp2[0]）的地址，并将其重新分配到相同的大小。然后，将v0复制到最后一个位置的未初始化内存中：
Comp2简短：您无法将Comp2 = [...uninit...]
for (i = 0
realloc(i + 1 == 1)
Comp2 = [...uninit...]
^-- v0
i++
realloc(i+1 == 2)
Comp2 = [.....v0.....][...uninit...]
^--v0
或malloc或calloc与非pod对象一起使用。你可能会偶尔侥幸逃脱，但你基本上是指着一只装满霰弹枪的脚。
似乎我不一定在类/ struct
中设置向量的初始大小
您可以轻松设置类中向量的默认大小，需要C ++ 11（gnu / clang编译器为realloc或更高版本，VS2013或更高版本）
-std=c++11