在 malloc() 之后在结构中初始化 ref-to-ptr

Question

我在使用 VC++ 和调试 CRT 和开发中的 DLL 时遇到问题。

我有一个这样的结构，包含一些引用。

struct DATA
{
    TA*& a;
    TB*& b;
    TC*& c;
    TD*& d;

    char** chars;
    int num_chars;

private:
    // because:
    // DATA a;
    // DATA b;
    // a = b; // is impossible
    DATA& operator=(const DATA&); // append " = delete;" for C++11

    // Default ctor (private because struct should be manually constructed using malloc)
    DATA(TA*& a, TB*& b, TC*& c, TD*& d)
        : a(a),
          b(b),
          c(c),
          d(d),
          chars(NULL),
          num_chars(0)
    {}
};

并像这样构造它：

DATA*& Get()
{
    static struct DATA *data = (struct DATA*)malloc(sizeof(struct DATA));
    return data;
}

现在它应该保存未初始化的 ref-to-ptrs，我想通过以下方式对其进行初始化：

void func(TA* a, TB* b, TC* c, TD* d)
{
    Get()->a = a;
    Get()->b = b;
    Get()->c = c;
    Get()->d = d;
    ...
}

它适用于一切，但 ref-to-ptrs..

当我使用 WinDbg（在远程内核调试“kd”实例中）执行 !analyze -v -f 时，我在第一个 Get()->a = a; 上得到一个 INVALID_POINTER_WRITE_FILL_PATTERN_cdcdcdcd

感谢您的帮助！ :)

编辑：解决方案

解决方法是使用正确答案中的分数。

将 c'tor 公开是必要的：

struct DATA
{
    TA*& a;
    TB*& b;
    TC*& c;
    TD*& d;

    char** chars;
    int num_chars;

    // Default ctor
    DATA(TA*& a, TB*& b, TC*& c, TD*& d)
        : a(a),
          b(b),
          c(c),
          d(d),
          chars(NULL),
          num_chars(0)
    {}

private:
    // because:
    // DATA a;
    // DATA b;
    // a = b; // is impossible
    DATA& operator=(const DATA&); // append " = delete;" for C++11
};

然后使用placement new构造结构体：

DATA*& Get(...)
{
    // ... some stuff, overloading, other init-method etc. to init and construct like:
    static struct DATA *data = 
        new(malloc(sizeof(struct DATA))) DATA(...); // At least assign ALL references in the c'tor
    return data;
}

然后使用它，也许分配所有没有参考的东西：

void func(TA* a, TB* b, TC* c, TD* d)
{
    Get(a, b, c, d);

    Get()->chars = ...
    ...
}

释放整个事情需要通过调用 d'tor 和 free 来明确完成，因为我们使用 placement new：

data->~DATA();
free(data);

Answer 1

你不能在没有初始化的情况下声明引用。您的 struct 具有 no 默认构造函数，因为您明确声明了非默认构造函数。仅分配 malloc 不足以创建有效的 DATA 对象，因为它是 non-POD type。

继续尝试声明一个真正的默认构造函数（即DATA() {}），您会发现由于引用成员，这将不起作用。如果要使用malloc 分配非POD 对象，则必须使用placement new。

Answer 2

请注意，malloc() 返回未初始化的内存。需要构造 C++ 对象。将对象放入未初始化内存的方法是使用placement new（此代码还添加了清理）：

#include <new>
DATA*& Get()
{
    static DATA *data = new(malloc(sizeof(struct DATA))) DATA(...);
    static std::unique_ptr<DATA, void(*)(DATA*)> clean(data,
                                                [](DATA* d){
                                                    d->~DATA();
                                                    free(data);
                                                });

    return data;
}

在 C++ 中无法重新定位引用，即，它们需要在构造过程中设置。就个人而言，我不会使用malloc()，而是使用合适的分配方式：

    static DATA* data(new DATA(...));

...或者，正如 Jarod42 指出的那样，实际上

    static DATA data(...);
    return &data;