std::string 分配策略

Question

我对一些基本的字符串实现有点困惑。我一直在浏览源代码以了解内部工作原理并学习新东西。我无法完全掌握内存是如何管理的。

只是基本字符串实现的一些花絮

• 原始分配器适用于 char 类型

  typedef 类型名 _Alloc::template rebind::other _Raw_bytes_alloc;
  

• ...然后在分配 Rep 时将其放置在分配的缓冲区中 __size 被计算以适合字符

  size_type __size = (__capacity + 1) * sizeof(_CharT) + sizeof(_Rep);
  void* __place = _Raw_bytes_alloc(__alloc).allocate(__size);
  _Rep *__p = new (__place) _Rep;
  

• 这就是从 _Rep 获取字符数据的方式缓冲区

  _CharT* _M_refdata() throw()
  {
      返回reinterpret_cast<_CharT*>(this + 1);
  }
  

• 设置字符 - 一种方式

  _M_assign(__p->_M_refdata(), __n, __c);
  

令我困扰的是原始分配器是 char 类型，但分配的内存可能保存一个 _Rep 对象，加上字符数据（它没有为 char 类型）

此外，为什么（或者更确切地说，如何）调用 _M_refdata 知道字符数据的开始（或结束）在缓冲区内的位置（即 this+1< /代码>）

编辑：确实this+1 只是将内部指针推到 _Rep 对象之后的下一个位置？

我对内存对齐和转换有基本的了解，但这似乎超出了我读过的任何内容。

有人可以帮忙，或者给我指出更多信息丰富的阅读材料吗？

Answer 1

您错过了新的展示位置。该行在

_Rep *__p = new (__place) _Rep;

__place 初始化一个新的 _Rep 对象。之前已经分配了这个空间（意味着placement-new本身不会分配，它实际上只是一个构造函数调用）。

C 和 C++ 中的指针算术告诉您，this + 1 是一个指针，指向 this 右侧的 sizeof(*this) 字节。由于之前已经分配了 (__capacity + 1) * sizeof(_CharT) + sizeof(_Rep) 字节，因此 _Rep 对象后面的空间用于字符数据。布局是这样的：

| _Rep |  (__capacity + 1) * _CharT  |

Answer 2

分配器，如 C 的 malloc，返回指向字节的指针，而不是对象。因此，返回类型是 char * 或 void *。

在 C 和 C++ 标准中的某个位置，有一个子句明确允许在 char 和任何其他对象类型之间重新解释转换。这是因为 C 通常需要将对象视为字节数组（如写入磁盘或网络套接字时），并且需要将字节数组视为对象（如分配一定范围的内存或从磁盘读取时）。

为了防止别名和优化问题，您不允许将相同的 char * 转换为不同类型的对象，并且一旦转换了 char * 对于对象类型，不允许通过写入字节来修改对象的值。