【问题标题】：String Allocation In C++C++中的字符串分配
【发布时间】：2013-07-23 12:34:07
【问题描述】：

当我发现一些奇怪的东西时，我正在使用重载的 new 和 delete 运算符。

我有：

void* operator new(size_t size)
{
    std::cout << "Allocating memory..." << std::endl;

    void* p = malloc(size);

    if (NULL == p)
    {
        throw std::bad_alloc();
    }

    return p;
}

当我这样做时：

int main()
{
    int* x = new int(1);
    std::cout << *x << std::endl;
    delete x;
    return EXIT_SUCCESS;
}

一切都按预期进行，我得到：

Allocating memory...
1

但是当我这样做时：

int main()
{
    std::string* s = new std::string("Hello world");
    std::cout << *s << std::endl;
    delete s;
    return EXIT_SUCCESS;
}

我明白了：

Allocating memory...
Allocating memory...
Hello world

事实上，当我这样做时：

int main()
{
    std::string s = "Hello world";
    return EXIT_SUCCESS;
}

我仍然得到Allocating memory...！

最后，我做到了：
```
int main()
{
    std::string s = "Hello world";
    std::cout << &s << std::endl;
    while (true);
}
```
得到类似的东西：
```
$ ./test &
[1] 8979
Allocating memory...
0xbfc39a68
$ cat /proc/8979/maps | grep stack
bfc27000-bfc3c000 ... [stack]
```
所以现在我确定s 变量是在堆栈上分配的......但是，什么叫new 运算符？我最好的猜测是它与实际文字的内存分配有关，"Hello world"... 但它应该是静态内存，new 是关于动态内存的。

发生了什么事？

更新

在阅读了 cmets 并亲自调试了示例之后，我想得出结论，确实，一旦调用了字符串构造函数，它就会在堆上为其内部实现分配内存。这可以通过跟踪new 调用来查看：

(gdb) b 13 // that's the std::cout << "Allocating memory..." << std::endl; line
(gdb) r
... Breakpoing 1, operator new (size=16) at test.cpp:13 ...
(gdb) backtrace
#0 operator new (size=16) at main.cpp:13
#1 std::string::_Rep::_S_create(unsigned int, unsigned int, std::allocator<char> const&) () from /usr/lib/libstdc++.so.6
...

并阅读 std::string（好吧，basic_string.tcc）源代码：

template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
typename basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep*
basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep::
_S_create(size_type __capacity, size_type __old_capacity,
          const _Alloc& __alloc)
{

   ...

    void* __place = _Raw_bytes_alloc(__alloc).allocate(__size);
   _Rep *__p = new (__place) _Rep; // Bingo!
   __p->_M_capacity = __capacity;

   ...

}

是的。编程很酷。

【问题讨论】：

注意：malloc/free 和 new/delete - 是一对
你为什么不使用调试器并打破你的operator new 看看是谁在调用它？流也会分配内存。
std::string 的全部意义在于它封装了一个char* 并为您拥有/管理它。因此，当您创建std::string 时，它会分配一些内存来存储实际字符。构造函数甚至可以采用自定义分配器。
@GrijeshChauhan：我还通过free 实现了delete，如果这就是你的意思，但它与问题无关，所以我省略了。
不会是代码 3 中的std::string *s 吗？

标签： c++ string memory

【解决方案1】：

当你写作时

std::string s = "Hello world";

你在调用构造函数string (const char* s);，这个构造函数的规范是Copies the null-terminated character sequence (C-string) pointed by s.所以构造函数分配内存来存储副本。

【讨论】：

最后一句中的你比较混乱，最好换成所以s需要分配内存来存放副本但是那么我建议您更改构造函数参数名称，因为它也是s。

【解决方案2】：

示例 3：（首先请注意，您必须使用 std::string *s 而不是 std::string s，因为 new 返回一个指针）。

使用 gdb 我在 std::cout 行设置断点并回溯这两个调用：

第一个是您在代码中编写的new。第二个恰好是从 libstdc++.so.6 中调用的（在我的例子中）：

(gdb) backtrace
#0  operator new (size=36) at test.cpp:6
#1  0x00007ffff7b78a89 in std::string::_Rep::_S_create(unsigned long, unsigned long, std::allocator<char> const&) () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#2  0x00007ffff7b7a495 in char* std::string::_S_construct<char const*>(char const*, char const*, std::allocator<char> const&, std::forward_iterator_tag) () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#3  0x00007ffff7b7a5e3 in std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >::basic_string(char const*, std::allocator<char> const&) () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#4  0x0000000000400da1 in main () at test.cpp:20

【讨论】：

+1 不仅可以回答，还可以提示如何调查。

【解决方案3】：

  std::string s = "Hello world";

右手边是静态内存 s构造函数分配新内存并复制“Hello world”，

【讨论】：

【解决方案4】：

std::string 是一种封装 c 风格字符串的结构。

为字符串容器结构进行第一次分配。
第二个分配是用于在字符串构造中创建的字符串的副本。

【讨论】：

【解决方案5】：

string 对象本身使用new 为实际字符分配空间。这是在字符串的构造函数中完成的。

【讨论】：