std::allocator<T>: 是否允许在 C++ 中构建未分配的内存？

Question

所以我对C++比较陌生，最近遇到了std::allocatorclass。我知道这是用于创建 vectors、lists、deques 等的强大工具，我正在尝试了解更多相关信息。让我感到困惑的一件事如下：

例如，如果我们定义一些 allocator<int> 表示为 alloc，我们使用它通过 auto const b = a.allocate(n) 在内存中分配 n 个位置，其中 b 是指向分配内存中第一个 int 元素的指针，那么，为了实际访问它，也有义务构造分配内存，对吧？如果我们引入一些迭代指针 auto e=b，那么可以通过 alloc.construct(e++,int_obj) 执行构造，其中 int_obj 是类型 int 的某个用户初始化对象。只要对 construct 的调用总量小于 n，这一切都很好而且很温和。但是，我不太确定当用户调用 construct 的次数超过 n 时会发生什么。我最初预计会出现一些警告或错误消息，但什么也没有发生。作为一个简单的例子，这里是我尝试运行:

的代码片段

int n{ 0 };                            // Size of the array is initialized to 0.
cin >> n;                              // User reads in the size.
allocator<int> alloc;                  // 'alloc' is an object that can allocate ints.
auto const b = alloc.allocate(n);      // Pointer to the beginning of the array. 
auto e = b;                            // Moving iterator that will point to the end of the array

for (int i = 0;i != 10;++i)
    alloc.construct(e++, i);           // We start constructing 10 elements in the array, regardless of the size n, which can in principle be less than 10.
for (auto i = b;i != e;++i)
    cout << *i << "\t";

最初我运行此代码用于 n=1，并且一切正常；它打印出从 0 到 9 的数字，即使我只为一个数字分配了 space。那已经是危险信号了，对吧？然后我将 n 更改为 2，程序在打印数字四后中断，这更符合我的预期。

我从这种行为中得出的结论是，尝试通过 std::allocator 构建尚未分配的内存是未定义和不可预测的，因此应该避免（一开始就很明显）。但是，这似乎是一个极其危险的陷阱，我想知道 C++ 中是否有一些内置的解决方法，在尝试构造未分配的内存时总是会阻止用户。

Answer 1

But, this seems as as extremely dangerous pitfall,

这当然是，您有责任避免这种陷阱。这就是为什么始终建议首先使用现有容器的原因，因为它们已经过仔细编写、审查和测试以避免此类错误。

如果您确实需要直接处理原始内存，通常最好编写您自己的容器，您可以按照类似的标准对其进行测试，而不是将手动内存管理与其余的程序逻辑交织在一起。

and I wanted to know if there is some build-in workaround in C++ that will always prevent user when trying to construct unallocated memory

不，因为这必然会导致运行编写时不正确的内容的时间成本。我不希望我的程序运行变慢，因为其他人 他们的 工作做得不好。

但是，有很多工具可以帮助您测试和诊断这些错误，例如：

clang 和 gcc 编译器有地址清理器，可以将这些检查编译到您的程序中（这是一个可选的编译器工具，而不是语言的一部分）
valgrind 是一个外部程序，其默认工具 (memcheck) 运行是查找这些错误的真实程序。它很慢，但它用于测试或调试而不是用于实时程序

std::allocator<T>: 是否允许在 C++ 中构建未分配的内存？

std::allocator<T>: Is constructing on unallocated memory in C++ allowed?

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