c++中动态尾随内存的技巧和定位new

Posted 2020-07-03 Monkey.Knight

c 和 c++ 最大的特点就是对内存的自由操作，数据类型，其实都是对内存的一种解释方式。C语言中常用的一个技巧就是尾随数据，网络编程中经常会用到这个特性，

特别是以前写完成端口的时候，这个特性肯定是会用到，跟IOCP的API特性相关。c++中也有类似的new也可以使用。

e1:尾随内存与指针解释

// c++ std 
#include <iostream>

// c std
#include <cstdlib>
#include <cstring>


struct TestData {
    int data_size_;
    char data_[0];
};

void foo1() {
    std::cout << "sizeof(TestData) = " << sizeof(TestData)<<std::endl;
    int len = sizeof(TestData) + 100*sizeof(int);
    char *buffer = "hello world";
    TestData * data_ptr = reinterpret_cast<TestData*>(new char[len]);
    if (nullptr != data_ptr) {
        data_ptr->data_size_ = 100;
        memcpy(data_ptr->data_, buffer, strlen(buffer) + 1);
        std::cout << data_ptr->data_ << std::endl;
        std::cout << reinterpret_cast<char *>(data_ptr+1) << std::endl;
        std::cout << "sizeof(TestData) = " << sizeof(TestData)<<std::endl;
    }
    
}
int main(int argc, char* argv[]){
    foo1();
    getchar();
    return 0;
}

 

输出结果:

sizeof(TestData) = 4

hello world

hello world

说面：动态分配的内存比TestData本身的数据大小4要大，而TestData的成员data_是不计内存的，只是其地址依然是在data_size_的内存地址之后。给data_的赋值其实利用的是其后的数据内存，而不是TestData本身的内存，不过，实际使用时最好还是将data_声明为char data_[1]。

 

e2:C++中的定位new

通常我们用new来动态分配一个对象或者一个对象数组，上面的代码中分配内存时，分配了相对足够大的内存，然后在其上面构建字符串。new操作符其实也可以在已有内存上构建对象，继续在刚才的代码上改进一下。

void foo2() {
    char * buffer = new char [500];
    // 利用new在已有内存上构建对象
    TestData *data1 = new (buffer) TestData;
    if (nullptr == data1) {
        return;
    }
    // 再次利用new在data1后构建第二个TestData对象
    // 此时new是没有分配内存的
    TestData *data2 = new (data1 + 1) TestData;
    if (nullptr == data2){
        return;
    }
    data1->data_size_ = 4;
    memcpy(data1->data_, &data1->data_size_, sizeof(data1->data_size_));
    // 这个时候， 由于data2的内存仅随data1之后，data2->data_size_的值为4
    std::cout << "data1:" << data1 << std::endl;
    std::cout << "data2:" << data2 << std::endl;
    std::cout << "data2->data_size_:" << data2->data_size_ << std::endl;
}

int main(int argc, char* argv[]){
    foo2();
    getchar();
    return 0;
}

输出结果:

data1:001EFBE0

data2:001EFBE4

data2->data_size_:4