这个指针的memcpy操作安全吗？

Question

我目前正在用C++编写自己的字符串实现（仅作为练习）。

然而，我目前有这个复制构造函数：

// "obj" has the same type of *this, it's just another string object
string_base<T>(const string_base<T> &obj)
        : len(obj.length()), cap(obj.capacity()) {
    raw_data = new T[cap];
    for (unsigned i = 0; i < cap; i++)
        raw_data[i] = obj.data()[i];
    raw_data[len] = 0x00;
}

我希望提高一下性能。所以我想到使用memcpy()函数来将obj复制到*this中。

就像这样：

// "obj" has the same type of *this, it's just another string object
string_base<T>(const string_base<T> &obj) {
     memcpy(this, &obj, sizeof(string_base<T>));
}

像这样覆盖 *this 的数据是安全的吗？或者会产生任何问题吗？

提前感谢！

- cocoz1

---

这个线程非常有趣；几乎是一个重复的问题：https://dev59.com/V10a5IYBdhLWcg3woJ55 - Bathsheba

你也可以使用strcpy，它会在空字符处停止。与memcpy相比，它的性能可能有所不同。 - MauriceRandomNumber

另一个需要考虑的因素是，现代编译器通常足够智能，能够识别第一个示例中的循环，并在适当时将其替换为memcpy。因此，这可能是一种过早的优化。 - Bo Persson

顺便说一下，您只需要复制“len”对象，而不是“cap”。 - Jarod42

Answer 1

不，不安全。来自cppreference.com的解释：

如果对象不是“TriviallyCopyable”，则memcpy的行为未指定，可能是未定义的。

由于您的类具有用户提供的复制构造函数，因此它不是“TriviallyCopyable”。

此外，您的复制构造函数将仅进行浅层拷贝（如果您想要使用字符串的写时复制机制，则这可能没有问题）。

- Daniel Langr

---

“TriviallyCopyable” 是什么意思？ - cocoz1

我不确定仅仅是可平凡复制就足够了，尽管它是必要的。 - Bathsheba

@codekaizer 没有问题：std::cout << std :: is_trivially_copyable <std :: string> :: value << std :: endl;。（再次说明，std :: string 具有用户定义的复制构造函数。） - Daniel Langr

@DanielLangr，是的，我刚读了这个答案。基于评论 - 在C++14及以上版本中，std::string不是平凡可复制的。 - Joseph D.

@codekaizer 不是的，请看下一个评论：“包含std::string的对象从未被视为可以平凡复制”。 - Daniel Langr

Answer 2

这样做会产生问题。所有引用和指针都将被复制，包括指向raw_data的指针，它将与源对象相同。

为了使用memcpy，您的类应该满足以下要求:

• 是平凡可复制的
• 没有引用或指针，除非：静态指针或不拥有指向的数据。除非您知道自己在做什么，例如实现写时复制机制或者这种行为是有意的并且受到管理。

- Attersson

---

如果指针没有拥有它们所指向的数据，那么它们就没问题。否则，我们会出现同一内存的多次删除。 - Aconcagua

就像 @Aconcagua 所说的一样。已编辑。 - Attersson

当然，它们也可以被引用计数。至于写时复制机制，这就是为什么我会小心谨慎地对待这样一个强有力的陈述。 - Daniel Langr

我又编辑了一次，但这应该就是了。关于引用和指针的注意事项是必须的。 - Attersson

如果您有引用成员，并且执行memcpy操作，则意味着您正在重新绑定引用。这是非法的。 - curiousguy

你觉得我应该加逗号吗？“没有引用，（除非有指针……）”？ - Attersson

Answer 3

正如其他人所说，为了使memcpy正常工作，被复制的对象必须是平凡可复制的。对于模板中的任意类型T，您无法确定其是否满足条件。当然，您可以检查它，但让别人来检查会更容易。不要编写循环并进行调整，而是使用std::copy_n。它将在适当时使用memcpy，并在不适当时进行逐个元素的复制。因此，请更改：

raw_data = new T[cap];
for (unsigned i = 0; i < cap; i++)
    raw_data[i] = obj.data()[i];

到

raw_data = new T[cap];
std::copy_n(obj.data(), cap, raw_data);

这样做稍微有点优势，不会在每次循环中评估obj.data()，这是一种编译器可能或可能不会应用的优化。

- Pete Becker

Answer 4

从这个有限的片段中，很明显raw_data是一个成员，指向一个new[]分配的T数组的指针。如果你复制对象，你会复制这个指针。你不会复制数组。

看一下你的析构函数。它可能无条件地调用delete[]。它不知道有多少个副本存在。这意味着它调用delete[]太频繁了。这是可以解决的：你需要类似于shared_ptr的东西。这并不是非常简单；你必须担心共享计数的线程安全性。显然，你不能只是memcpy对象，因为那样不会更新共享计数。

- MSalters