Variable-size object 在 shared_ptr

Question

假设我想要一个 variable-size 数组，前面有一点 header 存储在 std::shared_ptr 中。我可以做类似

的事情

#include <memory>
using namespace std;
struct obj {
  char headerCode;
  unique_ptr<short[]> data;
};
shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  return shared_ptr<obj>{new obj{'x', unique_ptr<short[]>{new short[len]}}};
}

但这会导致三种分配：一种用于 shared_ptr 控制块，一种用于 obj，一种用于其 data。使用 make_shared 前两个可能共享一些内存：

#include <memory>
using namespace std;
struct obj {
  char headerCode;
  unique_ptr<short[]> data;
  obj(char headerCode, short data[]) : headerCode(headerCode), data(data) {}
};
shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  return make_shared<obj>('x', new short[len]);
}

通过 low-level 分配，我可以使 object 及其数据共享一些内存：

#include <memory>
#include <cstdlib>
using namespace std;
struct obj {
  char headerCode;
  short data[0];
};
shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  obj* o = reinterpret_cast<obj*>(malloc(sizeof(obj) + len*sizeof(short)));
  o->headerCode = 'x';
  return shared_ptr<obj>(o, free);
}

标准允许使用这两种技术吗？如果不是，是否有类似的东西是允许的？有没有什么东西可以让这项工作以 standards-conforming 的方式只用一次内存分配？最好不必在每个实例中都存储分配器或删除器 object?

Answer 1

Are these two techniques allowed by the standard?

第一个很好，第二个使用零长度数组作为成员 (data[0])，这不是有效的 C++，但作为扩展被某些编译器支持。

Is there something which makes this work in a standards-conforming way with only a single memory allocation?

目前，如果没有 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3641.html，这将非常困难，这将允许这样的事情：

struct obj {
  char headerCode;
  short* data;
};

shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  auto p = make_shared<char[]>(sizeof(obj) + sizeof(short)*len));
  short* s = static_cast<short*>(p.get() + sizeof(obj));
  return shared_ptr<obj>(p, ::new(p.get()) obj{'x', s});
}

这分配了一个 char 的数组，其中 space 足够 obj 和 short 的数组，然后使用新的放置来构造一个 obj 到那个内存中，并创建另一个 shared_ptr 与拥有 char 数组的那个共享所有权。当拥有内存的最后一个 shared_ptr 删除它的引用时，char 数组将被正确删除，但 obj 对象的析构函数不会是运行，所以重要的是你不要依赖它的析构函数有任何副作用（理想情况下它会有一个微不足道的析构函数）。

您今天可以使用 allocate_shared 和自定义分配器来完成此操作，该分配器会为 short 的数组分配额外的 space，但由于您不知道如何实现会将控制块和您的对象安排在 space 分配中很难计算出 short 数组的开始位置，分配器需要存储在控制块中。

Variable-size object 在 shared_ptr

Variable-size object in shared_ptr

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