Malloc vs new --不同的衬垫

Question

我正在为我们的项目检查其他人的C++代码，该代码使用MPI实现高性能计算(10^5-10^6核)。该代码旨在允许(潜在)不同计算机在不同体系结构上进行通信。他写了一篇评论，大意是：

我们通常使用new和delete，但这里我使用的是malloc和free。这是必要的，因为一些编译器在使用new时会以不同的方式填充数据，从而导致在不同平台之间传输数据的错误。malloc不会出现这种情况。

这不符合我从标准new和malloc问题中知道的任何东西。

新/删除和malloc/free有什么区别？暗示编译器可以以不同的方式计算对象的大小(但是为什么这与使用sizeof不同呢？)

malloc &新的和新的是一个相当流行的问题，但只讨论使用构造函数的new，而malloc不使用构造函数，这与此无关。

malloc如何理解对齐？说，内存可以保证与new或malloc正确地对齐，这正是我之前所想的。

我的猜测是，在过去的一段时间里，他对自己的错误进行了错误诊断，并推断出new和malloc提供了不同数量的填充，我认为这可能不是真的。但我在谷歌或之前的任何问题中都找不到答案。

帮帮我，StackOverflow，你是我唯一的希望！

Answer 1

有一点是挑剔的。malloc保证返回与任何标准类型对齐的地址。::operator new(n)只保证返回对任何不大于n的标准类型对齐的地址，如果T不是字符类型，则只需要new T[n]返回对齐T的地址。

但是，这只有在您使用特定于实现的技巧时才有意义，比如使用指针的底部几个位来存储标志，或者以其他方式依赖地址来进行比严格需要的更多的对齐。

它不会影响对象中的填充，不管如何分配内存，对象的布局都必须完全相同。因此，很难看出这种差异如何会导致数据传输错误。

该评论的作者对堆栈上的对象或全局中的对象有何看法?在他看来，这些对象是“像malloc那样的填充”还是“新的填充”？这可能会为这个想法的来源提供线索。

也许他很困惑，但也许他所说的代码不仅仅是malloc(sizeof(Foo) * n)和new Foo[n]之间的直接区别。也许更像是：

malloc((sizeof(int) + sizeof(char)) * n);

与

struct Foo { int a; char b; }
new Foo[n];

也就是说，也许他说的是“我使用malloc"，但意思是”我手动将数据打包到未对齐的位置，而不是使用struct“。实际上，不需要malloc来手动打包结构，但是没有意识到这是一个较小程度的混乱。有必要定义通过导线发送的数据布局。当使用结构时，不同的实现将以不同的方式填充数据。

Answer 2

您的同事可能已经想到了new[]/delete[]的神奇曲奇(这是实现在删除数组时使用的信息)。但是，如果使用new[]返回的地址开始的分配(而不是分配器)，这将不会是一个问题。

包装似乎更有可能。ABI中的变化可能(例如)导致在结构末尾添加不同数量的尾随字节(这受对齐性的影响，也考虑数组)。使用malloc，结构的位置可以指定，因此更容易移植到国外的ABI。这些变化通常是通过指定转换结构的对准和包装来防止的。

Answer 3

我想你是对的。填充是由编译器完成的，而不是new或malloc。即使您声明一个数组或结构而不使用new或malloc，填充注意事项也会适用。在任何情况下，虽然我可以看到new和malloc的不同实现在不同平台之间移植代码时是如何造成问题的，但我完全看不出它们如何导致在平台间传输数据的问题。