Question

我正在开发一个内存容量有限的 Arduino 项目，所以很多 C++ 神奇的便利都在窗外，其中之一是能够在任何你想要的地方分配内存（如果你这样做，可能会导致 Heap Fragmentation那）。但是 OOP 需要指针和分配：

class StateBase
{
  virtual run();
};
class StateA : public StateBase
{
  int bigArr[100];
  virtual run();
};
//About 5 more States, with different member variables
//Usually in Arduino, you allocate a big chunk of heap memory, and keep reusing it:
StateBase *memPool[] = {new StateA(), new StateB(), new...};

但我想试试这个，令我惊讶的是，它有效：

StateBase *memPool = new StateBase();
//...do something, now I need to switch state
StateA newState;
memcpy(memPool, &newState, sizeof(StateA));

问题：

这是个坏主意吗？有什么后果吗？
是否应该使用 memPool = new (memPool) StateA() 而不是 memcpy？
为什么它有效，显然 StateBase 和 StateA 的大小不同？

Answer 1

这是一个非常糟糕的主意，结果是undefined behavior。
您应该使用复制/移动构造函数/赋值运算符，并相信编译器和操作系统会做得很好，直到您有理由不这样做。
它们有不同的尺寸 (sizeof)。见 1 中的结果。
当您像这样切换状态时，您可能正在做一个悲观的事情，阻止编译器做一些更重要的事情。

您可以使用类似 union 的结构（我们称之为 std::variant）来做类似的事情，并且仍然使用隐式移动赋值等。如果您的类中的类型是微不足道的，编译器将知道如何有效地做到这一点。如果类型不是微不足道，你正在做的事情很可能会使未定义的行为以更显着的方式表现出来。见Nasal Demons

^{N'os - Summoner of Nasal Demons - 图片归功于 Billyonion64 @ Reddit}

Answer 2

是的，是的。您可能会损坏其他一些对象，因为 StateA 比您处理它的内存大。
放置 new 通常更合理，但在这种情况下，它不会有太大变化。从第 1 点开始，您仍然有大问题。
之所以有效，是因为像 memcpy 这样的函数不关心内存管理。所以如果你想射你的腿，他们就在这里。 :) 在现代 C++ 中使用 string.h (cstring) 中的函数几乎总是个坏主意。

Answer 3

尽管它看起来可行，但出于多种原因，这并不是一个好主意。一方面，因为编译器可以进行各种优化，您的代码可能会意外中断。更重要的是，您正在清除部分堆，因此您的程序崩溃可能只是时间问题。即使您对使用未定义的行为不那么敏感，这甚至不接近安全。在某些时候，您可以做一些技术上是 UB 但通常有效的事情，但鉴于您正在覆盖未分配的内存，这不是其中之一。

如果你真的很担心碎片，你实际上可以使用你的选项 2 并做一个新的放置，但是你使用的任何内存缓冲区都应该足够大，以便你将使用它的最大类对象。此外，我不会新建一个对象，然后用另一个对象新建。好乱啊只需使用 malloc 或其他方法单独分配缓冲区，然后在该地址上使用新的布局。当你完成你的对象时，显式调用析构函数，然后你可以用另一个新的位置重用你的内存。冲洗并重复。

更改基类指针内容而不分配新地址

3 个答案: