alignas 说明符是否与“新”一起使用？

Question

我的问题很简单；

alignas 说明符是否与“new”一起使用？即如果一个struct被定义为对齐，分配new时是否会对齐？

Answer 1

在 C++17 之前，如果您的类型的对齐方式没有过度对齐，那么可以，默认的 new 将起作用。 “过度对齐”表示您在alignas 中指定的对齐方式大于alignof(std::max_align_t)。默认的new 将或多或少地与非过度对齐的类型一起使用；默认内存分配器将始终分配对齐等于alignof(std::max_align_t) 的内存。

但是，如果您的类型的对齐方式过度对齐，那么您就不走运了。无论是默认的new，还是您编写的任何全局new 运算符，都无法知道该类型所需的对齐方式，更不用说分配适合它的内存了。解决这种情况的唯一方法是重载类的operator new，这将能够查询类与alignof 的对齐情况。

当然，如果该类被用作另一个类的成员，这将没有用。除非其他类也重载operator new。所以像new pair<over_aligned, int>() 这样简单的东西是行不通的。

C++17 adds a number of memory allocators 给定了正在使用的类型的对齐方式。这些分配器专门用于过度对齐的类型（或者更具体地说，new-extended over-aligned types）。所以new pair<over_aligned, int>() 将在 C++17 中工作。

当然，这只适用于分配器处理过度对齐的类型。

Answer 2

不，它没有。该结构将被填充到请求的对齐位置，但不会对齐。但是，有可能是 allowed in C++17（这个 C++17 提案存在的事实应该很好地证明这在 C++11 中不起作用）。

我看到这似乎适用于一些内存分配器，但这纯粹是运气。例如，一些内存分配器会将其内存分配与请求大小的 2 次方（最大 4KB）对齐，作为分配器的优化（减少内存碎片，可能更容易重用以前释放的内存等...） .但是，我测试的 OS X 10.7 和 CentOS 6 系统中包含的 new/malloc 实现并没有这样做，并且失败并显示以下代码：

#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

struct alignas(8)   test_struct_8   { char data; };
struct alignas(16)  test_struct_16  { char data; };
struct alignas(32)  test_struct_32  { char data; };
struct alignas(64)  test_struct_64  { char data; };
struct alignas(128) test_struct_128 { char data; };
struct alignas(256) test_struct_256 { char data; };
struct alignas(512) test_struct_512 { char data; };

int main() {
   test_struct_8   *heap_8   = new test_struct_8;
   test_struct_16  *heap_16  = new test_struct_16;
   test_struct_32  *heap_32  = new test_struct_32;
   test_struct_64  *heap_64  = new test_struct_64;
   test_struct_128 *heap_128 = new test_struct_128;
   test_struct_256 *heap_256 = new test_struct_256;
   test_struct_512 *heap_512 = new test_struct_512;

#define IS_ALIGNED(addr,size)   ((((size_t)(addr)) % (size)) == 0)

   assert(IS_ALIGNED(heap_8, 8));
   assert(IS_ALIGNED(heap_16, 16));
   assert(IS_ALIGNED(heap_32, 32));
   assert(IS_ALIGNED(heap_64, 64));
   assert(IS_ALIGNED(heap_128, 128));
   assert(IS_ALIGNED(heap_256, 256));
   assert(IS_ALIGNED(heap_512, 512));

   delete heap_8;
   delete heap_16;
   delete heap_32;
   delete heap_64;
   delete heap_128;
   delete heap_256;
   delete heap_512;

return 0;
}