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c++ - 在 C++ 中，为什么动态创建对象需要 `new` 而不仅仅是分配？

coder 2024-02-02 原文

我有这个简单的类层次结构:

class Base {
public:
    virtual int x( ) const = 0;
};

class Derived : public Base {
    int _x;
public:
    Derived( int x ) : _x(x) { }
    int x( ) const { return _x; }
};

如果我使用 malloc 分配一个 Derived 的实例，然后尝试访问多态函数 x，程序崩溃(我得到段错误):

int main( ) {
    Derived *d;
    d = (Derived*) malloc( sizeof(Derived) );
    *d = Derived( 123 );

    std::cout << d->x() << std::endl; // crash

    return 0;
}

当然，我的实际应用要复杂得多(它是一种内存池)。

我很确定这是因为我分配 d 的方式:我没有使用 new。

我知道placement new运算符，这一定是我需要的，但我从未使用过它并且有一些疑问:

  • 如果我不使用 new，为什么我的应用程序会崩溃？

    new 实际上做了什么？

    为什么我不能直接使用赋值运算符将Derived( 123 );的值赋给d指向的内存区域？

  • 我是否也需要对非多态类型使用 new？

    POD 怎么样？

  • 关于 C++Faq I linked above它说传递给位置 new 的内存区域必须与我正在创建的对象对齐。

    我知道对齐是什么，但我不知道如何检查我的类所需的对齐。

    malloc 手册说:

    The malloc() and calloc() functions return a pointer to the allocated memory that is suitably aligned for any kind of variable.

    而且我希望我的类所需的对齐是 sizeof 返回的类大小，以便 address_returned_by_malloc + i * sizeof(my_class) 形式的任何地址> 适合分配我的对象。

    我的希望对吗？

最佳答案

让我们走下去

  1. 如果我不使用 new，为什么我的应用程序会崩溃？

虚拟表已损坏。

虚拟表卡在分配的内存之后。当您新建 一个类时，生成的代码将正确设置 vtable。但是，malloc 不会正确初始化 vtable

要查看虚拟表，请运行 g++ -fdump-类层次结构

Vtable for Derived
Derived::_ZTV7Derived: 3u entries
0     (int (*)(...))0
8     (int (*)(...))(& _ZTI7Derived)
16    Derived::x

Class Derived
   size=16 align=8
   base size=12 base align=8
Derived (0x10209fc40) 0
    vptr=((& Derived::_ZTV7Derived) + 16u) <-- notice how this is part of the structure
  Base (0x10209fcb0) 0 nearly-empty
      primary-for Derived (0x10209fc40)

出于类似的原因，如果不重载 operator=，生成的汇编代码只会复制数据而不会复制 vtable [同样，编译器只知道复制数据，而不知道 vtable]

如果您想查看具有有效 vtable 函数的基于指针的版本:

Derived e(123);
d = &e;
  1. 我是否也需要对非多态类型使用 new？

如果你正在使用虚函数，那么是的，即使对于非多态类型也是如此

  1. 我希望我的类所需的对齐是 sizeof 返回的类大小，以便 address_returned_by_malloc + i * sizeof(my_class) 形式的任何地址都适合分配我的对象。

对齐不是问题。

关于c++ - 在 C++ 中，为什么动态创建对象需要 `new` 而不仅仅是分配？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4904762/

amp43codeDerivedsectionc++memorymallocalignmentnew-operator

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