是在堆栈或堆上分配的不使用“新”分配的对象

Posted 2023-03-29

【中文标题】是在堆栈或堆上分配的不使用“新”分配的对象

【英文标题】：are objects allocated without using "new" allocated on stack or heap

【发布时间】：2017-02-21 14:54:12

【问题描述】：

我是 C++ 新手，所以问题很简单。

假设我已经定义了一个类 Foo，并在以下代码中创建了一个向量向量：

  namespace testme 
        class Foo 
           public:
            Foo(int x): x_(x)  ;
            static vector<vector<int>> ReturnVecOfInts(int num) 
               vector<vector<int>> ret(num);
               for (int i = 0; i < num; i++) 
                 vector<int> tmp;
                 ret.push_back(tmp);
                
                return ret;
           
  

当我打电话时：

    Foo::ReturnVecOfInts(5)

是在堆或堆栈上创建的向量的向量。引用在堆栈上，但我想知道它是否指向堆，因为我想从函数中返回这个对象。

这对我很重要，因为很明显，如果将它们分配在堆栈上，向量的向量将超出范围，并且在被调用函数之外无法使用。

【问题讨论】：

完全取决于该声明所在的位置。如果它在命名空间范围内，则该对象具有静态存储持续时间，既不是堆栈也不是堆。顺便说一句，请不要发布幻想代码：发布真实代码。

c++ 标准中没有定义 stack 或 heap 之类的东西。

这取决于您使用的系统。这就是为什么 C++ 没有堆栈和堆的概念，而是使用自动和动态存储。

通常如果您在函数内部声明它在堆栈上。如果它在堆分配的对象内，那么它也在堆上。这在很大程度上取决于该语句出现的上下文。

所以你真正的问题是：按值返回本地对象是否安全？，是吗？

【参考方案1】：

你可能想多了。

在你的情况下，你在这样的代码中是安全的：

Foo f = Bar::GetFoo();

当您从函数返回对象时，通常可能会发生各种优化（例如 RVO、NRVO 等），但最重要的是您的 f 对象可以安全使用。

即使在 Foo 内部你有一个像 std::vector 这样的数据成员，它通常从堆中分配它的内存（你可以使用自定义分配器自定义这种行为），这要归功于复制构造函数、移动构造函数、析构函数等。你完全安全地从函数返回它，或者复制 Foo 实例。

编辑我注意到您在我写完答案后更改了代码，返回 vector<vector<int>> 而不是 Foo。同样，我写的内容仍然适用。

【讨论】：

从@Ryan Haining 的评论中，我了解到c++ 返回的是实际对象。返回 vector> 会返回一个对 vector 的引用的矢量，该矢量是在堆栈上分配的或者不会超出范围的 vector 类型的对象的矢量。

vector> 由嵌套向量组成。内部向量是 vector，它们使用默认分配器从堆中分配一个连续的整数块。外部向量是“vector”的向量，所以在这种情况下内存布局更加复杂。但底线是从函数返回 vector> 很好，这要归功于 std::vector 的正确实现细节。

@CaptainJacksparrow 基本上，vector 包装和管理一个动态分配的数组；可以安全地假设数组将在堆（或等效）上创建，管理部分（包括数组的地址）在堆栈（或等效）上；管理部分是唯一需要返回的东西，因为数组不会被释放。 [请注意，这适用于具有堆栈和堆的系统。更深奥的系统可能会以不同的方式处理std::vector。另请注意，它在实践中的工作方式可能与此不同；这只是一个简单的描述。]

想象一下：你的客厅里有一台电视，你和你的朋友正在看它。你有遥控器。如果你想让你的朋友负责电视，你是把电视放在他腿上，还是把遥控器给他？