调用堆栈上大量对象的构造函数

Posted 2023-02-21

【中文标题】调用堆栈上大量对象的构造函数

【英文标题】：Calling the constructor of a large array of objects on a stack

【发布时间】：2011-02-04 01:57:09

【问题描述】：

我正在修改一些 C++ 源代码，我注意到作者确实不遗余力地分配堆栈上的所有内容。最有可能获得解除分配的好处（是否还有任何性能好处？？）。

我想保持相同的一致性，但我需要创建大量对象，例如：

Object os[1000] = Object(arg), Object(arg), ....;

不会剪掉它。搜索它似乎是一种解决方法：

vector<Object> os(1000, Object(arg));

这仍然在堆上分配，但像堆栈一样释放（来自我在其他帖子中读到的内容）。我只是想知道还有其他选择，因为这似乎是一个语法问题。也许聪明的#define 人都知道。

【问题讨论】：

我的意思是这主要是在开玩笑，但也有一定的道理......有一个选择：学习如何使用指针和引用并进行设计，这样内存管理就不是问题了。

性能优势：堆栈分配总是 O(1)；堆分配是不确定的。

@Mehrdad：如果您使用的是具有无限堆栈的理想计算机，它们总是 O(1)...。在现实世界中，您最终分配的内存将超过当前的堆栈限制，而操作系统将不得不为您分配更多内存……或者在最坏的情况下，您将用完可用的堆栈空间，然后您的进程就结束了。跨度>

@Matti：好吧，我承认我没有想到 Stack Overflow（……是的……）。但老实说，堆栈扩展是一次性事件，只要您一次分配的空间不超过 2-4 KB（大约为 PAGE_SIZE），它们显然比堆分配要快。跨度>

@Mehrdad：他试图分配一千个不知道大小的对象。

【参考方案1】：

堆栈不应用于大内存块。您只需支付更高的堆分配价格，以换取访问更多内存的好处。另一种选择是声明一个具有静态存储持续时间的数组，但这有其他缺点（不可重入，非线程安全）。一切都是权衡。

无论如何，在分配复杂对象时，调用 1000 个构造函数的成本将使分配器所花费的时间相形见绌。只需使用std::vector，除非您的分析器数据显示存在性能问题。

【参考方案2】：

是的，还有其他选择。你可以使用alloca 之类的东西。这将使您获得堆栈分配和自动释放，但不会自动构造或销毁。您需要使用放置 new 和显式调用析构函数。

是的，可能有性能优势，但你也乞求破坏堆栈，并且这种模式不像 vector 解决方案那样异常安全（也就是说，如果你分配的对象有一个非-琐碎的析构函数）。

【参考方案3】：

一般来说，在堆栈上分配大量数据是一个坏主意。大多数操作系统上的堆栈是一个暂存空间，并且大小相当有限。为对象分配大量堆栈空间会很快消耗所有可用的堆栈空间，当某些东西试图在堆栈上再分配一个东西（例如，函数调用的返回地址）时，会导致段错误或其他异常。

至于其他选项，您有几个......您已经注意到 std::vector 以及 boost::array 都是这样的例子。

【参考方案4】：

这应该可以工作：

Object os[1000];
os[0] = Object(args);
std::copy(os, os + 999, os + 1);

这会创建数组，初始化一个对象，然后循环遍历，用最后一个元素初始化每个元素。

当然，您可能不应该使用它。即使它有效，即使Object os[1000] 不会给您带来问题，这似乎也是个坏主意。