C++中malloc/realloc的奇怪行为

Question

C++中malloc/realloc的奇怪行为

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我正在为自己编写一个动态数组，我希望它预设为零。

template <class T>
dynArr<T>::dynArr()
{
rawData = malloc(sizeof(T) * 20); //we allocate space for 20 elems
memset(this->rawData, 0, sizeof(T) * 20); //we zero it!
currentSize = 20;
dataPtr = static_cast<T*>(rawData); //we cast pointer to required datatype.
}

这部分是可以的 - 通过循环迭代并解除引用dataPtr的方式非常好。全是零。

然而，重新分配行为（在我看来）至少有点奇怪。首先你需要看一下重新分配的代码：

template <class T>
void dynArr<T>::insert(const int index, const T& data)
{

    if (index < currentSize - 1)
    {
        dataPtr[index] = data; //we can just insert things, array is zero-d
    }

    else
    {
        //TODO we should increase size exponentially, not just to the element we want

        const size_t lastSize = currentSize; //store current size (before realloc). this is count not bytes.

        rawData = realloc(rawData, index + 1); //rawData points now to new location in the memory
        dataPtr = (T*)rawData;
        memset(dataPtr + lastSize - 1, 0, sizeof(T) * index - lastSize - 1); //we zero from ptr+last size to index

        dataPtr[index] = data;
        currentSize = index + 1;
    }

}

简单来说，我们会将数据重新分配到索引+1的位置，并将未清零的内存设为0。

关于测试，我首先在这个数组的第5个位置插入了数字5。预期的结果发生了——0,0,0,0,5,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 然而，插入其他东西，比如insert(30,30)，会给我带来奇怪的行为：

0, 0, 0, 0, 0, 5, 0, -50331648, 16645629, 0, 523809160, 57600, 50928864, 50922840, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 30,

我到底是哪里理解错了？realloc不应该考虑之前设置的20个内存字节吗？这里到底发生了什么黑魔法。

- shajduk

1

你在realloc调用中忘记将(index+1)乘以sizeof(T)。 - FBergo

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rawData = realloc(rawData, index + 1); 如果这个操作失败了，你将会失去所有的数据。 - Baum mit Augen

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同时，malloc和realloc返回的原始内存块不包含任何对象，在使用放置new分配内存之前，必须先创建对象并进行赋值操作。否则将导致未定义的行为。 - Baum mit Augen

dataPtr[index] = data; 是错误的语法，这不是C语言... - Swift - Friday Pie

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- R Sahu · Accepted Answer

问题 1：

在调用 realloc 时您使用了错误的大小。请将其更改为：

rawData = realloc(rawData, sizeof(T)*(index + 1));

如果rawData的类型是T*，则应优先考虑

rawData = realloc(rawData, sizeof(*rawData)*(index + 1));

问题2：

以下内容的最后一项不正确。

memset(dataPtr + lastSize - 1, 0, sizeof(T) * index - lastSize - 1);

您需要使用:

memset(dataPtr + lastSize - 1, 0, sizeof(T) * (index - lastSize - 1));
                               //  ^^              ^^
                               // size      *  The number of objects

问题三：

使用如下方式为dataPtr赋值

dataPtr[index] = data;

使用malloc或realloc获取内存时会存在问题。 malloc函数族只返回原始内存，它们不会初始化对象。对于所有非POD类型，分配给未初始化的对象是一个问题。

问题4：

如果T是具有虚成员函数的类型，则使用memset将内存清零很可能会导致问题。

解决所有问题的建议：

在C++中最好使用new和delete。

template <class T>
dynArr<T>::dynArr()
{
   currentSize = 20;
   dataPtr = new T[currentSize];
   // Not sure why you need rawData
}

template <class T>
void dynArr<T>::insert(const int index, const T& data)
{
   if (index < currentSize - 1)
   {
      dataPtr[index] = data;
   }

   else
   {
      const size_t lastSize = currentSize;
      T* newData = new T[index+1];
      std::copy(dataPtr, dataPtr+lastSize, newData);
      delete [] dataPtr;
      dataPtr = newData;
      dataPtr[index] = data;
      currentSize = index + 1;
   }
}

请注意，建议的更改仅在T具有默认构造函数时才有效。

这也会解决上述问题3和4。