如何防止 C++ new/delete 中的内存间隙？

Question

我有一个基础 class，并且（可能）有许多从它派生的 classes。我想对那些派生的 classes 有 4 个实例，但这些实例发生了变化。例如。假设派生 classes C1..C20，则删除 C4 的一个实例，并创建一个新实例 C7。

由于内存限制，我无法创建所有派生的 4 个实例 class。

我在 Arduino 平台上工作。我可以假设：

当我delete一个实例和new一个实例，并且导出的classes没有任何实例变量时，内存差距由delete第一个instance，会被new创建的instance填充吗？请注意派生的 classes 有不同的方法（但我认为这只影响 V-table）。
我可以假设，当实例使用的内存量相同时也是如此吗？（例如，如果基础 class 使用 10 个字节，派生实例使用 20 个字节，而新实例也使用 20 个字节，它将使用相同的 space?

如果情况 2 成立，保持两个实例（内存）大小相同的最佳方法是什么？就像为差异放置一个未使用的字节数组，例如：

class C
{ 
   byte a;
}

class C1: C
{
   byte a;
   long b;
}

class C2: C
{
   byte a;
   byte _unused[4];
}

我猜我还必须考虑对齐？

Answer 1

你必须确保

然后您可以分配足够的内存来容纳 4 个实例并使用 new(buffer) Type 来构建实例。完成并想要切换类型后，您可以在每个实例上调用析构函数，并对其他类型使用 placement new。

Answer 2

在这种非常特殊的情况下，您可以使用 union 您想要使用的所有类型。这保证您始终为最大的 class 分配足够的内存，而无需任何手工代码。因此，您不需要编写 sizeof(largest_type).

的手工版本

之后，您可以根据需要进行 delete 和 new at。

顺便说一句：那是 classic 用例 std::variant。

问题是没有arduino platform！ Arduino 可以从没有任何 STL 支持的 AVR 8 位控制器到支持所有一切的 ARM。不知道你是否可以使用 std::variant.

How to prevent memory gaps in C++ new/delete?