C++ Memory 分配器

Question

我試圖弄清楚如何制作一個鏈接到單字節數組的鏈表。 所以我放入字節數組的每個元素都可以是 enqued() 和 dequeued()。 但是，我需要弄清楚如何使用指針偏移和鏈表來做到這一點。

我的問題是：如何從指針的開頭獲得設定數量的偏移量？ 例如，假設我的列表的開頭是一個指針。 我將首先檢查該空間是否為空，如果不是，則獲取列表中的下一個值。 如何從當前指針 position 偏移並獲得一個新的指針位置，該位置基本上只是另一個指針的偏移量，向前或向后，向上或向下，向左和向右，正負。

有人問了一個例子：

byte myData[1024];

我必須將我的所有數據都存儲到其中。 這是針對 class 分配的。 本質上，我必須使用這個數組來存儲我的所有數據，並且基本上創建一個隊列，就像標准的 c++ 隊列一樣。 我必須創建 Enqueue() 和 Dequeue() 函數，然后為每個函數動態分配 memory。 我對自己在做什么有一個大致的了解。 我一直在試圖弄清楚如何獲取當前 position 的指針，然后將其設置為新的 position，然后將其作為列表中的“下一個”。

Answer 1

聽起來您真正想要的是指針運算。 這很簡單。

std::int32_t foo[] = {42, 350};
std::int32_t* intPtr = &foo;  // We'll say foo is at address 0x005

++intPtr;  // Or intPtr += 1, either way the value of intPtr is now 0x009
           // *intPtr would now give you 350.
           // Your program knows the type being pointed to, and bumps up the address
           // accordingly. In this case a 4-byte integer

在 C 數組上進行指針運算時，重要的是要進行檢查以阻止您在任一側超出范圍。 但是，我什至不認為指針算術是必要的。 如果您要私下存儲數組，只需使用索引訪問並跟蹤列表結束的索引會簡單得多。 您仍然需要進行檢查，但他們的檢查更容易。

您還說鏈表，但描述的是數組列表。 它們是兩種截然不同的數據結構。 如果您編寫一個單獨的數組列表 class 並將數組列表 object 存儲在您的隊列或原始數組中，您的隊列將更容易編寫。

Answer 2

如何從指針的開頭獲得設定量的偏移量？

閱讀有關指針算法的 C++11 標准n3337 。 注意 C++ 中存在offsetof 。

如果你有兩個short*ptr1; 和short*ptr2; 包含有效地址的指針，您可以編碼ptr1 - ptr2或ptr1 + 5或ptr2 - 3 （但是， ptr1+ptr2是禁止的）。 C++11 標准解釋了何時有效（有時無效，例如當ptr2是nullptr時）。 另請注意，一般&ptr1[3]與ptr1+3相同，而ptr2[-1]恰好是*(ptr2-1) （如果有意義的話）。

當心代碼中未定義的行為，例如緩沖區溢出（如果您不小心進行指針算術，您將有一個：當心分段錯誤）。

地址清理器、調試器（例如GDB ）、 valgrind等工具應該有助於理解代碼的行為。

不要忘記在 C++ 編譯器中啟用警告和調試信息。 一旦您的 C++ 代碼在沒有警告的情況下編譯，請閱讀如何調試小程序。 使用GCC ，使用g++ -Wall -Wextra -g編譯。 注意 GCC 10 增加了一些static 分析能力。 您可以使用Clang static 分析儀或Frama-C （或開發您自己的GCC 插件）。

鏈接列表wikipage 有一個很好的圖。 trie s 上的 wikipage 也可以為您提供幫助。

我建議閱讀一本好的C++ 編程書籍，然后閱讀一些算法介紹。

在github或其他地方，您可以找到大量與您的問題相關的 C++ 代碼示例（其術語使非英語母語人士感到困惑）。

關於memory 形狀分析的學術論文（例如這一篇或那篇）包含可以提高您理解的數字。 有關垃圾收集的書籍或 web 資源也相關。