自定义内存分配和删除

Question

struct Rational
{
    int a;
    int b;
};

struct NextOnFreeList
{
    NextOnFreeList *next;
};

// Build the linked-list
NextOnFreeList* freeList = NULL; // head of the linked-list
size_t size = (sizeof(Rational) > sizeof(NextOnFreeList *)) ? sizeof(Rational) : sizeof(NextOnFreeList *);
NextOnFreeList *runner = static_cast <NextOnFreeList *> new char [size]; // LineA
freeList = runner;
for (int i = 0; i < EXPANSION_SIZE; i++) {
    runner->next = static_cast <NextOnFreeList *> new char [size];
    runner = runner->next;
}
runner->next = 0;

问题1> LineA由于Rational的大小(即8个字节)大于NextOnFreeList(即4个字节)，链接列表中的每个元素将只使用部分分配的内存。对吗？

// Delete the linked-list

NextOnFreeList *nextPtr = NULL;
for (nextPtr = freeList; nextPtr != NULL; nextPtr = freeList) {
    freeList = freeList->next;
    delete [] nextPtr; // LineB
}

问题2> LineB为什么我们应该使用“delete [] nextPtr”而不是“delete nextPtr”？

问题3>

Rational* ptr = static_cast<Rational*>( freeList ); // LineC
ptr->a = 10;
ptr->b = 20;

如果是LineC的话，我们可以将原来分配的所有内存带回来，大小为“size”，并使用内存来存储Rational中的所有元素。

Answer 1

Q1:是的，但我宁愿使用std::allocator::allocate (或者两者都使用union )--这样可以避免对齐问题。

Q2:实际上很糟糕，因为您应该先将其转换为char*，然后使用delete[]。同样，使用std::allocator会更好。和：默认实现(调用free)并不重要，但忘记我说过的话;)直接使用malloc/free更安全。

Q3：这很好，但我不确定static_cast是否会允许这样做(reinterpret_cast或中间的void*可能有帮助)

编辑：我希望您的Q3不是最终的，因为您需要首先更新空闲列表(在使用指针之前)。

第二编辑：链接+注意:将空闲列表隐藏在分配程序中对C++最好(直接在其中使用malloc/free，或new[] / delete[])。

Answer 2

Q.1:

是的，但这不是最好的使用static_cast的方法。reinterpret_cast会更好。

Q.2:我没有一个定义的行为来识别您的static_cast来接受一个简单的delete。最安全的方法是将其视为数组的原始分配。所以回到char*并使用[]delete

Q.3是的，你可以。

Answer 3

1. 这似乎是对的。在32位体系结构中，您很可能过度分配，并且只使用一部分内存。在64位架构中，这两种大小很可能是相同的。
2. 两者都不合适。您将该内存分配为char*，因此必须将其删除(通过将其转换回char*，然后转换为delete[])，否则就会有未定义的行为。
3. C行不会编译，因为这两种切入点类型是无关的。如果您确实使用了reinterpret_cast，您将违反严格的混叠规则，再次导致未定义的行为。