使用预先分配的内存和数组管理析构函数

Question

你好所以我正在尝试使用预分配内存创建对象和数组。例如，我有以下代码：

int * prealloc = (int*)malloc(sizeof(Test));

Test *arr = new(prealloc) Test();

其中 test 定义如下：

class Test {
public:
    Test() {
        printf("In Constructor\n");
    }
    ~Test() {
        printf("In Destructor\n");
    }

    int val;
};

在这种情况下，如果我调用 delete 它实际上会释放内存，这是不好的，b/c 也许我正在使用某种类型的内存管理器，所以这肯定会导致一些问题。我在互联网上搜索，我发现的唯一解决方案是显式调用析构函数，然后免费调用：

arr->~Test();
free(arr);

还有其他方法可以做到这一点吗？有没有办法调用 delete 并告诉它只调用析构函数而不释放内存？

我的第二个问题是使用数组时，就像前面的示例一样，您可以将预分配的内存传递给 new：

int * prealloc2 = (int*)malloc(sizeof(Test) * 10);
Test *arr2 = new(prealloc2) Test[10];

如果我调用delete[]，它不仅会调用数组中每个元素的析构函数，还会释放我不想要的内存。我发现应该这样做的唯一方法是遍历数组并显式调用析构函数，然后调用 free。与常规的非数组运算符一样，有没有办法告诉运算符只调用析构函数而不释放内存？

我确实注意到的一件事是，数组的 new 运算符实际上将使用前 4 个字节来存储数组的大小（我只在 Visual Studio 中使用 32 位构建进行了测试）这将帮助我了解如何数组有很多元素，但仍然存在一个问题。如果数组是指针数组怎么办？例如：

Test **arr2 = new Test*[10];

请有人帮我解决这些问题。

Answer 1

是的，这是唯一的方法。允许定义new 但不允许定义delete 存在不对称性。 [好吧，你可以做后者，但它只能在new抛出异常时被调用（下面没有正确处理！）

您可以使用模板化的destroy 来实现相同的结果：

class Test 
{
public:
    Test() {
        printf("In Constructor\n");
    }
    ~Test() {
        printf("In Destructor\n");
    }

    int val;
};

class Allocator
{
public:
    static void* allocate(size_t amount) { return std::malloc(amount);}
    static void unallocate(void* mem) { std::free(mem);}
    static Allocator allocator;
};

Allocator Allocator::allocator;

inline void* operator new(size_t size,  const Allocator& allocator)
{
    return allocator.allocate(size);
}


template<class T>
void destroy(const Allocator& allocator, T* object) 
{ 
    object->~T();
    allocator.unallocate(object);
}




int main()
{
    Test* t = new (Allocator::allocator) Test();

    destroy(Allocator::allocator, t);

    return 0;
}

Answer 2

直接调用析构函数来销毁您使用placement new 创建的对象是很正常的。至于任何其他的做事方式，唯一明显的替代方法是使用 Allocator 对象（至少 99% 的情况下，它只是放置 new 并直接调用析构函数的包装器）。

一般来说，您确实不想使用new[]。您通常希望使用 operator new（或者可能是 ::operator new）分配原始内存，并使用匹配的 operator delete 或 ::operator delete 释放它。

您在该内存中创建具有新位置的对象，并通过直接调用析构函数来销毁它们。

Answer 3

除了显式调用析构函数之外别无他法，因为 delete 也会尝试释放内存。

在您的代码中使用带有新位置的预分配内存应该是相当少见的 - 一个典型的用例是当您想要/需要在固定内存地址上映射对象时处理直接内存映射的硬件接口 -并且是我通常认为是代码异味的东西。

如果您想调整特定类的内存管理，最好使用带有自定义分配器的 STL 容器，或者为该特定类重载 new 和 delete 运算符。