c++ - malloc 和 calloc 与 std::string 的区别

Question

我最近接触了 C++，但在使用 malloc 时遇到了问题。下面的代码不会打印出“成功”（程序崩溃，退出代码为 0xC0000005），而如果我使用 calloc 代替，一切正常。

int main(){
    std::string* pointer = (std::string*) malloc(4 * sizeof(std::string));

    for(int i = 0; i < 4; i++){
        pointer[i] = "test";
    }

    std::cout << "Success" << std::endl;

    return 0;
}

下面的代码有效。

calloc(4, sizeof(std::string));

如果我分配正常数量的 12 倍，Malloc 也可以使用。

有人可以解释这种行为吗？这与 std::string 有什么关系吗？

标签： c++mallocstdstringcalloc

Answer 1

std::string* pointer = (std::string*) malloc(4 * sizeof(std::string)); 

这仅分配足以容纳 4 个字符串对象的内存。它不构造它们，构造之前的任何使用都是未定义的。

编辑：至于为什么它与 calloc 一起使用：很可能，默认构造函数 std::string将所有字段设置为零。可能 calloc 恰好与系统上的 std::string 默认构造相同。相反，小的 malloc() 对象可能分配有初始垃圾，因此这些对象不处于有效状态

用一个足够大malloc()的效果是类似的calloc()。当malloc()不能重用以前分配的块（带有潜在的垃圾）时，它会从操作系统请求新的块。通常操作系统会清除它交给应用程序的任何块（以避免信息泄漏），使大 malloc() 的行为类似于 calloc()。

这不适用于所有系统和编译器。这取决于编译器如何实现std::string，并取决于未定义的行为如何混淆编译器。这意味着如果它现在可以在您的编译器上运行，它可能无法在不同的系统上运行，或者在更新的编译器上运行。更糟糕的是，在您编辑程序中看似不相关的代码后，它可能会停止使用您的编译器在您的系统上工作。永远不要依赖未定义的行为。

最简单的解决方案是让 C++ 处理分配和构造，然后再处理销毁和释放。这由自动完成

std::vector<std::string> str_vec(4);

如果您坚持分配和释放自己的内存（99.9% 的情况下这是一个坏主意），您应该使用new而不是malloc. 与 不同的是malloc()， usingnew实际上构造了对象。

// better use std::unique_ptr<std::string[]>
// since at least it automatically
// destroys and frees the objects.
std::string* pointer = new std::string[4];

... use the pointer ...

// better to rely on std::unique_ptr to auto delete the thing.
delete [] pointer;

如果出于某种奇怪的原因您仍然想使用 malloc（99.99% 的情况下这是一个坏主意），您必须自己构造和销毁对象：

constexpr int size = 4;
std::string* pointer = (std::string*) malloc(size * sizeof(std::string)); 
for (int i=0; i != size ;++i)
    // placement new constructs the strings
    new (pointer+i) std::string;

... use the pointer ....

for (int i=0; i != size ;++i)
    // destruct the strings
    pointer[i].~string();
free(pointer);