使用 placement new 正确分配数组

Question

我正在构建内存分配器并使用 placement new。假设我想将 "place" 10 个元素添加到堆上已分配的数组中。

首先常规 new 在堆上分配必要数量的字节，然后我在适当的位置构造我的 WE 对象。

struct WE {
    WE() {
        std::cout << "WE default constructed\n";
    }
    ~WE() {
        std::cout << "WE default destructed\n";
    }

    double d;
    int i;
    char c;
};

placement new 的以下用法是否正确？

代码编译输出似乎正确，但我有一些疑问。

// 1. allocate
const int elements = 10;
int nbytes = elements * sizeof(WE);
char* memory = new char[nbytes];
WE* pB = (WE*)memory;
int step = sizeof(WE);
// 2. construct
for (int i = 0; i < nbytes; i += step)
    new (pB + i) WE();
// 3. process
for (int i = 0; i < nbytes; i += step)
    pB[i].i = i * 2;
for (int i = 0; i < nbytes; i += step)
    std::cout << '[' << i << ']' << '=' << pB[i].i << '\n';
// 4. destruct
for (int i = 0; i < nbytes; i += step)
    pB[i].~WE();
// 5. deallocate
delete[] memory;
pB = nullptr;
memory = nullptr;

如果上面的问题都没有问题，那么请允许我再问一个问题，我将如何在任意字节边界上对齐这个数组？假设我想要对齐 sizeof(WE)，即 16（而不是 alignof(WE)，即 8）。这个修改： alignas(sizeof(WE)) char* memory = new char[nbytes]; 是否足以解决问题？我也听说过std::aligned_storage。我不确定它是否可以提供任何好处。（如果第二个问题让您感到困惑，或者如果我在第 1 部分搞砸了，那就算了。）提前致谢。

Answer 1

对于对象构造（新放置），您可以迭代 byte/char-wise:

for (int i = 0; i < nbytes; i += step) new (memory + i) WE();

或元素方面：

for (int i = 0; i < elements; i++) new (pB + i) WE();

在其余的循环中，您访问元素的地方，您需要使用第二个选项。

至于对齐，动态内存分配returns 内存块在alignof(std::max_align_t) (C++11) 处对齐。示例值是 16 (GCC/x86_64)，这是你想要的，但这个值当然不是标准所保证的。

如果我没记错的话，在 C++17 之前 operator new 不能直接为过度对齐的对象分配内存，std::aligned_storage 在这里也无济于事。从 C++17 开始，operator new 有接受对齐信息的特殊版本，参见：https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/new/operator_new.

使用 placement new 正确分配数组

Properly allocate an array with placement new

c++

memory-management

allocation

memory-alignment

placement-new