C ++：为什么`new`需要的？ [英] C++: why is `new` needed?

问题描述

我有这个简单的类层次结构：

 类基地{
上市：
    虚拟INT X（）常量= 0;
};

类派生的：公共基础{
    INT _x;
上市：
    派生（INT X）：_x（X）{}
    INT X（）const的{返回_x; }
};
 

如果我用的malloc 分配的衍生的实例，然后尝试访问该多态函数 X ，程序崩溃（我得到一个分段错误）：

  INT主要（）{
    衍生* D;
    D =（导出*）malloc的（的sizeof（衍生））;
    * D =派生（123）;

    性病::法院＆LT;＆LT;的d-＆X的催化剂（）＆其中;＆其中;的std :: ENDL; //崩溃

    返回0;
}
 

当然，我的实际应用是一个复杂得多（这是一个类型的内存池）。

---

我是pretty的肯定这是因为我分配的方式 D ：我没有使用新。

我知道安置新 运营商，它必须是我所需要的，但我从来没有使用过它，并得到了一些问题：

• 为什么我的应用程序崩溃，如果我不使用新？

  这是什么新实际上做？

  为什么我不能只使用赋值运算符来分配的（123）的值而得; 来指出由 D <存储区域/ code>？

• 请问我需要使用新也非多态类型？

  如何POD的？

• 在 C ++ FAQ我联系上面该说，存储区域传递到安置新必须对准了我创建的对象。

  我知道对齐是什么，但我不知道如何检查需要我的课的定位。

  的malloc 手册说：

    

  的malloc（）和释放calloc（）函数返回一个指针适合任何类型的变量排列分配的内存。

  我希望，需要我的课的定位是作为sizeof的返回的班级规模，使之在形式的任何地址 address_returned_by_malloc + I *的sizeof（my_class）适用于分配我的对象。

  是我的希望吧？

解决方案

让我们下去就行

1. 为什么我的应用程序崩溃，如果我不使用新的？

虚拟表已损坏。

虚拟表所分配的内存之后卡住。当你新一类，所产生的code将正确设置虚函数表。不过，malloc的不正确初始化虚函数表

要看到虚拟表，跑     G ++ -fdump类层次结构

  V表的派生
衍生:: _ ZTV7Derived：3U项
0（中间体（*）（...））0
8（中间体（*）（...））（＆安培; _ZTI7Derived）
16派生:: X

派生类
   大小= 16 ALIGN = 8
   底座尺寸= 12基地ALIGN = 8
派生（0x10209fc40）0
    的vptr =（（＆安培;衍生:: _ ZTV7Derived）+ 16U）所述;  - 注意这是怎么结构的一部分
  基地（0x10209fcb0）0近空
      初级的衍生（0x10209fc40）
 

出于同样的理由，没有超载运算符=，生成的程序集code时，只复制数据，而不是虚函数表[再次，编译器只知道复制数据，而不是虚函数表]

如果你想看到一个基于指针的版本有一个有效的虚函数表的功能：

 派生E（123）;
D =与评估;
 

1. 在我需要使用新的也非多态类型？

如果您使用的是虚函数，那么，即使对于非多态类型

1. 我希望，需要我的课的定位是为返回sizeof的班级规模，使之在形式address_returned_by_malloc + I *的sizeof（my_class）任何地址，适用于分配我的对象。

对齐是不是一个问题。

I've got this trivial class hierarchy:

class Base {
public:
    virtual int x( ) const = 0;
};

class Derived : public Base {
    int _x;
public:
    Derived( int x ) : _x(x) { }
    int x( ) const { return _x; }
};

If I use malloc to allocate an instance of Derived, and then try to access the polymorphic function x, program crashes (I get a segmentation fault):

int main( ) {
    Derived *d;
    d = (Derived*) malloc( sizeof(Derived) );
    *d = Derived( 123 );

    std::cout << d->x() << std::endl; // crash

    return 0;
}

Of course my actual application is a lot more complex (it's a sort of memory pool).

---

I'm pretty sure it's because of the way I allocate d: I didn't use new.

I know of placement new operator, which must be what I need, but I've never used it and have got some questions:

• why is my application crashing, if I don't use new?

  What does new actually do?

  Why can't I just use the assignment operator to assign the value of Derived( 123 ); to the memory area pointed by d?

• Would I need to use new also for non-polymorphic types?

  How about POD ones?

• On the C++Faq I linked above it says that the memory region passed to placement new must be aligned for the object I'm creating.

  I know what alignment is, but I don't know how to check the alignment needed for my class.

  malloc manual says:

  The malloc() and calloc() functions return a pointer to the allocated memory that is suitably aligned for any kind of variable.

  And I hope that the alignment needed for my class is the class size as returned by sizeof, so that any address in the form address_returned_by_malloc + i * sizeof(my_class) is suitable to allocate my objects.

  Are my hopes right?

解决方案

Let's go down the line

1. why is my application crashing, if I don't use new?

Virtual table is corrupted.

The virtual table is stuck right after the allocated memory. when you new a class, the generated code will properly set up the vtable. However, malloc will not properly initialize the vtable

To see the virtual table, run g++ -fdump-class-hierarchy

Vtable for Derived
Derived::_ZTV7Derived: 3u entries
0     (int (*)(...))0
8     (int (*)(...))(& _ZTI7Derived)
16    Derived::x

Class Derived
   size=16 align=8
   base size=12 base align=8
Derived (0x10209fc40) 0
    vptr=((& Derived::_ZTV7Derived) + 16u) <-- notice how this is part of the structure
  Base (0x10209fcb0) 0 nearly-empty
      primary-for Derived (0x10209fc40)

For a similar reason, without overloading operator=, the generated assembly code will only copy the data and not the vtable [again, the compiler only knows to copy the data, not the vtable]

If you want to see a pointer-based version with a valid vtable function:

Derived e(123);
d = &e;

1. Would I need to use new also for non-polymorphic types?

If you are using virtual functions, then yes, even for non-polymorphic types

1. I hope that the alignment needed for my class is the class size as returned by sizeof, so that any address in the form address_returned_by_malloc + i * sizeof(my_class) is suitable to allocate my objects.

Alignment is not an issue.

这篇关于C ++：为什么`new`需要的？的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！