为什么 alloca 两次返回相同的地址？

Question

我正在尝试实现自己的数学库，并且从向量开始。这个想法是给类一个指向数字数组的指针，然后复制数组并将其存储在私有变量指针给出的数据地址中。首先，我使用alloca 尝试为私有变量释放一些内存

vml.h

namespace vml {
    // Vectors
    template <typename in_type, const int in_length>
    class vec {
    public:
        vec(in_type* in_data) {
            std::cout << data << std::endl;
            std::copy(in_data, in_data + in_length, data);
        }
        vec() {
            data = nullptr;
        }
        in_type& operator()(int index) const {
            _ASSERT(0 <= index && index < in_length);
            return data[index];
        }

    private:
        in_type* data = alloca(in_length * sizeof(in_type));
    };

ma​​in.cpp

int main() {
    int list[] = { 1,2,3 };
    int list2[] = {2,4,6 };

    vml::vec<int, 3> a(list);
    vml::vec<int, 3> b(list);

    return 0;
}

这不会出错，但是由于某种原因，alloca 在调用两个实例时会两次返回相同的地址。我到处搜索这个，我找不到解释为什么。所以我决定使用数组分配内存。如果你能回答这个问题，那将是非常有帮助的。 谢谢。

Answer 1

您不能将alloca 包装在一个函数中并将其指针返回到外部，因为包装函数的堆栈将被释放。

如果你调用它作为成员初始化器，它实际上是从构造函数中调用的，并且可能在构造函数返回时被释放，然后被重新使用。

Answer 2

让我们从基础开始，您的堆栈很可能只有 1 MB，因此在几个向量和递归调用之后，您的程序可能会死掉。

如果你想在堆栈上解决它，你可以使用std::array 作为data

警告未测试的代码

template <typename in_type, const int in_length>
class vec {
public:
    vec(in_type* in_data) {
        std::cout << data << std::endl;
        std::copy(in_data, in_data + in_length, data);
    }
    vec() = default;
    in_type& operator()(int index) const {
        _ASSERT(0 <= index && index < in_length);
        return data[index];

    }

private:
  std::array<in_type, in_length> data;
};

或者，如果您想使用std::array 中的所有好东西

template <typename in_type, const int in_length>
class vec : public std::array<in_type, in_length> {
public:
  using std::array::array; // use constructors, might need template param to compile
}

这也意味着，如果您在某个时候只想更改为堆，则只需将您的 vec 分配为其他所有类。

另一种选择是使用 C++17 PMR，使用堆栈上的分配作为存储并使vec PMR 感知。

Answer 3

你必须非常小心alloca。它在堆栈而不是堆上分配内存。一旦调用alloca 的函数退出，该内存就会被释放。在这种情况下，它将在构造函数中调用，因此当您调用 operator() 时，该内存已被释放并且您正在处理未定义的行为。

除非您确实需要避免堆分配，并且您确定不会溢出堆栈并且您了解使用 alloca 的所有限制，否则最好避开它。