在C ++中，是與指針關聯的動態數組的長度信息還是第一個元素的地址？

Question

例如：

int *a, *b;
a = new int[10];
b = new int(12);
b = a; // I know there's memory leak, but let's ignore it first
delete [] b; // line L

會發生什么？ 整個陣列會被成功刪除嗎？

如果用這個代替行L：b = a + 1; 刪除[] b;

或者通過這個：a ++; 刪除[] a;

最后，如果動態數組的長度與起始地址相關聯，或者換句話說，與數組本身相關聯，我們是否有辦法獲得它的長度而不使用另一個變量來存儲長度？

非常感謝！

Answer 1

存儲塊大小和數組長度信息與對象的地址相關聯，該地址是數組的第一項的地址。

即你的delete[]在給定的代碼中是安全的

int *a, *b;
a = new int[10];
b = new int(12);
b = a; // I know there's memory leak, but let's ignore it first
delete [] b; // line L

然而，有一個^1次 訪問相關信息中沒有可移植的方法。 這是一個實現細節。 如果需要這樣的信息，請使用std::vector 。

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要了解無法訪問信息的原因，請首先注意，釋放所需的內存塊大小可能大於數組長度乘以數組項的大小。 所以我們在這里處理兩個不同的值。 對於POD項類型的數組，其中不需要項析構函數調用，不需要顯式存儲的數組長度值。

即使對於需要析構函數調用的數組，也不需要顯式存儲與數組關聯的數組長度值。 例如，在模式的代碼中p = new int[n]; whatever(); delete[] p; p = new int[n]; whatever(); delete[] p; ，編譯器原則上可以選擇將數組長度放在一些不相關的地方，在那里可以通過為delete表達式生成的代碼輕松訪問它。 例如，它可以放在處理器寄存器中。

根據編譯器的智能程度，不一定需要顯式存儲的內存塊大小。 例如，編譯器可以注意到在某個函數f ，分配了三個數組a ， b和c ，它們的大小在第一次分配時已知，並且所有三個在結束時都被解除分配。 因此編譯器可以用一個分配替換三個分配，並且用一個分配替換三個分配（這個優化是由² C ++14§5.3.4/ 10明確允許的）。

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^{1除了在C ++ 14及更高版本中，在釋放函數中，這有點晚。
2 C ++14§5.3.4/ 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。 該實現可以擴展新表達式 e1的分配，以便為新表達式 e2提供存儲，如果......“}

Answer 2

int *a, *b;
a = new int[10];
b = new int(12);
b = a; // I know there's memory leak, but let's ignore it first
delete [] b; // line L

整個陣列會被成功刪除嗎？

是的，因為指針a被設置為指向10個整數的數組，所以將成功釋放內存

a = new int[10];

然后將相同的存儲器位置地址存儲到b

b = a;

因此delete[]行正確釋放數組塊

delete [] b;

如您所述，代碼還泄漏了最初由b分配和指向的整數變量12。

作為旁注調用delete[]來釋放與數組無關的內存（特別是靜態類型不匹配 - 請參閱[expr.delete] / p3 ）會觸發未定義的行為。

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現在對於一些內部，在分配內存時存儲的大小信息在哪里。

編譯器在內存分配請求方面具有一定的自由度（參見§5.3.4/ 10）（例如，它們可以“分組”內存分配請求）。

當你在沒有提供分配器的情況下調用new ，無論它是否會調用malloc ，它都是實現定義的

[new.delete.single]

執行循環：在循環內，函數首先嘗試分配請求的存儲。 是否未指定嘗試是否涉及對標准C庫函數malloc的調用。

假設它調用malloc() （在最近的Windows系統上它調用UCRT ），嘗試分配空間意味着使用分頁虛擬內存進行簿記，這就是malloc通常所做的事情。

您的大小信息與其他有關如何分配您請求的內存的數據一起傳遞。

像glibc這樣的C庫負責對齊，內存保護和新頁面的分配（如果需要），因此這可能會通過系統調用結束在內核中。

沒有“標准”方法可以從地址中獲取該信息，因為它是一個實現細節。 正如許多人所建議的，如果你需要這樣的信息，你可以

• 在某處存放大小
• 將sizeof()與數組類型一起使用
• 更好的C ++：使用std::vector<>

該信息還與內存分配相關聯，這兩種情況都是相關的（即用L代替

b = a + 1; delete [] b;

要么

a++; delete [] a;

因為這些地址與有效分配無關，所以會以淚水結束。

Answer 3

c ++標准只是說在使用new分配的指針上使用delete[] ，並且在使用new[]分配的指針上使用delete是未定義的行為。

這樣做可能有效，也可能不行，具體取決於實現方式。 它可能會讓你的房子着火。

例如，假設這些函數基於使用malloc（）和free（）的底層緩沖區。

在大多數實現中， new和delete將使用具有項目大小和地址的緩沖區（此處為int ）

new[]和delete[]更復雜。 他們必須在緩沖區中不僅存儲size的物品，也值size 。 實現可以在實際項目之前存儲size 。 這意味着底層緩沖區的指針與指向第一個項目的指針不同，后者是new[]返回的值

混合數組和非數組版本然后會在無效指針上調用free（），即malloc從未返回的指針。 這將崩潰或觸發異常

當然，所有這些都是實現定義的。