根据 C++ 标准，显式调用构造函数和析构函数是否安全？

Question

一些开发人员明确调用构造函数和析构函数来解决一些问题。我知道，这不是一个好的做法，但似乎是为了实现一些场景。

例如这篇文章Beautiful Native Libraries，作者就使用了这种技术。

在下面的代码中，最后可以看到显式调用了构造函数：

#include <limits>

template <class T>
struct proxy_allocator {
    typedef size_t size_type;
    typedef ptrdiff_t difference_type;
    typedef T *pointer;
    typedef const T *const_pointer;
    typedef T& reference;
    typedef const T &const_reference;
    typedef T value_type;

    template <class U>
    struct rebind {
        typedef proxy_allocator<U> other;
    };

    proxy_allocator() throw() {}
    proxy_allocator(const proxy_allocator &) throw() {}
    template <class U>
    proxy_allocator(const proxy_allocator<U> &) throw() {}
    ~proxy_allocator() throw() {}

    pointer address(reference x) const { return &x; }
    const_pointer address(const_reference x) const { return &x; }

    pointer allocate(size_type s, void const * = 0) {
        return s ? reinterpret_cast<pointer>(yl_malloc(s * sizeof(T))) : 0;
    }

    void deallocate(pointer p, size_type) {
        yl_free(p);
    }

    size_type max_size() const throw() {
        return std::numeric_limits<size_t>::max() / sizeof(T);
    }

    void construct(pointer p, const T& val) {
        new (reinterpret_cast<void *>(p)) T(val);
    }

    void destroy(pointer p) {
        p->~T();
    }

    bool operator==(const proxy_allocator<T> &other) const {
        return true;
    }

    bool operator!=(const proxy_allocator<T> &other) const {
        return false;
    }
};

对于像这样的某些场景，可能需要显式调用构造函数和析构函数，但标准是怎么说的：它是未定义的行为，是未指定的行为，是实现定义的行为，还是定义明确的行为？

Answer 1

是的，它受支持且定义明确，很安全。

new (reinterpret_cast<void *>(p)) T(val);

称为placement new syntax and is used to construct an object at a specific memory location，默认行为；如发布的分配器中要求的那样。如果 placement new 为特定类型重载 T，则将调用它而不是全局 placement new。

销毁此类构造对象的唯一方法是 explicitly call the destructor p->~T();.

使用 new 放置和显式销毁 require/allow 实现的代码控制对象的生命周期 - 编译器在这种情况下提供的帮助很少；因此，重要的是将对象构建在对齐良好且分配充分的位置。它们的使用经常在分配器中找到，例如在 OP 和 std::allocator.

中

Answer 2

是的，它是完全安全的。事实上，所有 标准容器，如 std::vector 默认都使用技术 ，因为这是将内存分配与元素构造分开的唯一方法。

更准确地说，标准容器模板有一个 Allocator 模板参数，默认为 std::allocator, and std::allocator uses placement new in its allocate 成员函数。

例如，这是允许 std::vector 实现 push_back 的原因，这样内存分配就不必一直发生，而是在当前容量达到时分配一些额外的内存已经不够了，为添加了 future push_backs.

的元素准备 space

这意味着当你在循环中调用 push_back 一百次时，std::vector 实际上足够聪明，不会每次都分配内存，这有助于提高性能，因为重新分配和移动现有容器内容到一个新的内存位置是昂贵的。

示例：

#include <vector>
#include <iostream>

int main()
{
    std::vector<int> v;

    std::cout << "initial capacity: " << v.capacity() << "\n";

    for (int i = 0; i < 100; ++i)
    {
        v.push_back(0);

        std::cout << "capacity after " << (i + 1) << " push_back()s: "
            << v.capacity() << "\n";
    }
}

输出：

initial capacity: 0
capacity after 1 push_back()s: 1
capacity after 2 push_back()s: 2
capacity after 3 push_back()s: 3
capacity after 4 push_back()s: 4
capacity after 5 push_back()s: 6
capacity after 6 push_back()s: 6
capacity after 7 push_back()s: 9
capacity after 8 push_back()s: 9
capacity after 9 push_back()s: 9
capacity after 10 push_back()s: 13
capacity after 11 push_back()s: 13
capacity after 12 push_back()s: 13
capacity after 13 push_back()s: 13
capacity after 14 push_back()s: 19

(...)

capacity after 94 push_back()s: 94
capacity after 95 push_back()s: 141
capacity after 96 push_back()s: 141
capacity after 97 push_back()s: 141
capacity after 98 push_back()s: 141
capacity after 99 push_back()s: 141
capacity after 100 push_back()s: 141

当然，您不想为 潜在的未来元素 调用构造函数。对于 int 没关系，但我们需要针对每个 T 的解决方案，包括没有默认构造函数的类型。这就是 placement new 的强大之处：首先分配内存，然后使用手动构造函数调用将元素放入分配的内存中。

附带说明一下，new[] 不可能实现所有这些。事实上，new[] 是一个非常无用的语言功能。

P.S.: 仅仅因为标准容器在内部使用 placement new，这并不意味着您应该在自己的代码中使用它。它是一种低级技术，如果您不实现自己的通用数据结构，因为没有标准容器提供您需要的功能，您可能永远找不到它的任何用处.

根据 C++ 标准，显式调用构造函数和析构函数是否安全？

Is explicitly calling constructors and destructors safe, according to the C++ standard?

c++

constructor

standards

destructor