新的[]是否连续分配内存？

Question

当我使用new[]关键字（或new运算符）时，它是否会连续分配内存？

int* arr = new int[10];

我的意思是，是否有保证arr[0]和arr[1]紧密放置，并且我可以使用指针增量迭代arr？如果是这样，那么结构体和类行为是否与int相同？

- Alexey Larionov

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物理内存可以从分散的页面中分配，但是分配的内存的虚拟地址空间将是连续的。 - rcgldr

@DOUGLASO.MOEN：对我来说，这是一个愚蠢的话，但我忍不住要说：自C++03以来，std::vector的连续性才得到保证。 - Bathsheba

Answer 1

C++标准绝对保证了这一点。

arr[0]到arr[9]是连续的，在元素之间不允许有填充。在分配的区域中，指针算术运算是有效的。您可以将指针设置为arr + 10，但是不要对其进行解引用。

这适用于任何类。每个元素分配的内存量为sizeof(Y)，其中Y是类或普通数据类型。

- Bathsheba

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结构体/类的末尾会填充以获得正确的对齐方式。但是sizeof将包括填充，因此数组将是连续的。 - Sergei

@DOUGLASO.MOEN 你打算如何使用 sizeof() 来检测填充的存在？ - François Andrieux

sizeof(YourClass)与每个数据成员的sizeof之和的总和 - Sergei

所以，如果我分配了1000个数组，每个数组有10000个元素，是否可能出现下一个new[]抛出bad_alloc的情况，因为内存碎片化导致没有任何连续的块可以容纳10000个元素？ - Alexey Larionov

@AlexLarionov 是的，这是可能的。但在今天的典型计算机上，需要比10000个元素或非常大的元素更多的元素才能达到这种可能性。 - Mark Ransom

Answer 2

是的，这些元素保证在连续内存中（与它们的类型无关）。当您调用new[]时，您会得到一个数组，实际上访问元素的唯一方法是通过指针算术。

考虑一下arr[i]实际上意味着什么：

arr[i]

实际上只是的缩写形式

*( ( arr ) + (i) )

这个问题的一个有趣副作用是，对于一个数组arr和一个索引i。

i[arr]

arr[i]与[]完全相同（尽管您只会写这个代码来困惑您的同事）。

但是，请注意，[]可以被重载，在这种情况下，它可以执行任何实现选择的操作。然而，使用new[]分配的数组，如果有重载的oeprator[]，其元素也将在连续的内存中。

- 463035818_is_not_a_number

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如果有多个答案，SO 的效果最佳，从我的回答中借用文本并没有什么坏处。 - Bathsheba

另外，如果你专注于[]符号，你可能想指出它可以被重载。 - Bathsheba

谢谢你的友好留言。我只是试图提出一个简单的问题，而没有实际的实现。 - Alexey Larionov