在C ++中放置新的和對齊

Question

考慮以下代碼片段就地構建POD（普通舊數據）結構的實例：

#include <new>
#include <cassert>
#include <cstddef>

struct Test
{
    int a;
    char b;
    double c;
};

int main()
{
    const std::size_t minimumNumberOfBytes = sizeof( Test ) * 4;

    // Get a block of memory that can accommodate a Test instance and then some!
    void* const ptrToMemBlock = new char[ minimumNumberOfBytes ];
    assert( ptrToMemBlock );

    // Construct a Test instance in-place.
    const Test* const testInstance( ::new ( ptrToMemBlock ) Test() );

    // Is this assumption guaranteed to be true?
    assert( testInstance == ptrToMemBlock );
}

最終斷言（）所代表的假設是否保證始終是正確的？ 或者可以想象編譯器可能決定構建Test實例，比如在我在placement-new調用中指定的內存塊開始之后的幾個字節？

請注意，我在這里具體詢問POD類型。 我知道，如果涉及到多個繼承和類似的東西，事情就會變得很糟糕。

Answer 1

這個斷言將始終成立，因為需要new來返回具有MAXIMUM可能對齊的內存塊。 BTW - 你的第一個assert()是沒有價值的，因為普通的new不返回nullptr - 它會拋出或中止，只有“nothrow new ”才能返回nullptr 。

Answer 2

是的，斷言將成立。 創建單個對象的任何new表達式都必須從分配函數中請求完全sizeof(Test)字節的存儲空間; 所以它必須將對象放在該存儲的開頭，以便有足夠的空間。

注意 ：這是基於C ++ 11中新表達式的規范。 看起來C ++ 14會改變措辭，所以未來答案可能會有所不同。

Answer 3

是的，最后一個assert保證保持，因為這種placement-new形式必須始終返回傳遞的指針，而不是為自己使用任何空間：

5.3.4新[expr.new]

8 new-expression可以通過調用分配函數來獲取對象的存儲空間（3.7.4.1）。 [...]
10允許實現省略對可替換全局分配函數的調用 （18.6.1.1,18.6.1.2）。 當它這樣做時，存儲由實現提供，或者通過擴展另一個新表達式的分配來提供。 [...]
11當new-expression調用分配函數並且尚未擴展分配時 ，newexpression將請求的空間量作為std::size_t類型的第一個參數傳遞給分配函數。 該參數不得小於正在創建的對象的大小; 僅當對象是數組時，它可能大於正在創建的對象的大小。
[...]

你的new-expression調用全局placement-new分配函數。
這是不可替換的功能，因此不能擴展或省略分配。
此外，您不是分配數組而是分配單個對象，因此根本不會發生請求填充。

18.6.1.3安置表格[new.delete.placement]

1這些函數是保留的，C ++程序可能無法定義用於替換標准C ++庫（17.6.4）中的版本的函數。 （3.7.4）的規定不適用於operator new和operator delete這些保留的安置形式。

 void* operator new(std::size_t size, void* ptr) noexcept; 

2返回： ptr 。
3備注：故意不執行任何其他操作。

這保證了allocation-function返回傳遞的指針不變。