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c++ - size_t 和内存分配

coder 2024-02-05 原文

有这样一个类型std::size_t。它可用于描述对象的大小，因为它保证能够表达任何对象的最大大小(所以写成 here )。但是，这是什么意思？我们实际上在内存中没有对象。那么这是否意味着这种类型可以存储一个整数，代表我们理论上可以使用的最大内存量？

如果我尝试写类似的东西

size_t maxSize = std::numeric_limits<std::size_t>::max();
new char[maxSize];

我会得到一个错误，因为数组的总大小被限制为 0x7fffffff。为什么？ 此外，如果我传递一个等于 maxSize 的非常量表达式，将抛出 std::bad_array_new_length。如果我传递一个小于 maxSize 但仍大于 0x7fffffff 的表达式，将抛出 std::bad_alloc。我想 std::bad_alloc 是因为内存不足而抛出的，而不是因为大小大于 0x7fffffff。为什么会这样？我想如果我们要分配的内存大小大于 0x7fffffff(这是传递给的 const 的最大值new[] 在编译时)。为什么仅当我通过 maxSize 时才会抛出 std::bad_array_new_length？这个案例有什么特殊的吗？

顺便说一下，如果我像这样将 maxSize 传递给 vector 的构造函数:

vector<char> vec(maxSize);

std::bad_alloc 将被抛出，而不是 std::bad_array_new_length。这是否意味着 vector 使用不同的分配器？

我正在尝试自己实现数组。使用 unsigned int 来存储大小、容量和索引是一种糟糕的方法。那么像这样定义一些别名是个好主意吗:

typedef std::size_t size_type;

并使用 size_type 而不是 unsigned int？

最佳答案

答案就在创建动态存储持续时间对象的过程中。

简而言之，当程序执行 new 表达式 时:new char[size]:

  1. 它会检查 s=size*sizeof(char)+x 是否为有效大小(实现定义为 0x7fffffff，这取决于 ABI)(如果您在大多数平台上 x=0创建平凡可破坏类型的数组)。如果大小无效，则抛出 bad_array_new_lenght，否则，

  2. 它调用分配函数::operator new(s)。这个函数的第一个参数是 std::size_t，这就是为什么 std::size_t 必须足够大才能创建任意大小的对象(数组是对象)。

  3. 此分配函数要求系统保留大小为 s 的存储区域。如果系统成功保留了这个空间，它会返回一个指向存储区域开头的指针。否则它会调用一个新处理程序并重试分配，但如果它再次失败，它会抛出 bad_alloc

  4. 如果分配成功，它默认初始化(在本例中)分配的size char(无操作)存储，并且它还可以将数组的大小存储在此分配的存储上(添加 x 的原因)(这在执行 delete 表达式 时使用为了知道必须调用多少析构函数。如果析构函数是微不足道的，则没有必要)。

您将在 c++ 标准中找到所有详细信息(§6.7.4 [basic.stc.dynamic]、§8.3 [expr.new]、§8.4 [expr.delete]、§21.6 [support.dynamic]) .

对于最后一个问题，您可以考虑对索引和对象大小使用有符号 类型。即使对象大小或索引不应为负数，标准也强制要求无符号算术遵循模算术，这严重限制了优化。此外，无符号整数类型的算术和比较是经常出现错误的主题。 std::size_t 出于兼容性原因是无符号的，之所以选择无符号是因为史前机器的位数很短! (16 位或更少!)

关于c++ - size_t 和内存分配，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/46160622/

ampsize_tcodesizesectionc++c++11memory-management

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