C++ 11中的动态对齐内存分配

Question

posix_memalign并且_aligned_malloc在Windows上允许动态分配对齐的内存块.C++ 11中有类似的东西吗？据我所知,该alignas关键字仅适用于静态分配的对象.

Answer 1

这取决于您需要的对齐方式.对于任何<= to alignof(std::max_align_t),new按照n3242 3.7.4.1/2工作:

返回的指针应适当对齐,以便可以将其转换为具有基本对齐要求的任何完整对象类型的指针

std::max_align_t 是一个完整的对象类型,具有最严格的基本对齐.

请注意,在5.3.4/10 中分配char或unsigned char不signed char具有不同规则的数组:

对于char和unsigned char的数组,new-expression的结果与分配函数返回的地址之间的差异应该是任何对象类型的最严格的基本对齐要求(3.11)的整数倍,其大小不大于正在创建的数组的大小.

所以new char[1];可以对齐1.

至于分配大于的对齐的内存alignof(std::max_align_t),C++ 11没有提供直接的方法来做到这一点.唯一可靠的方法是至少分配size + alignment字节并使用std :: align在此缓冲区中获取正确对齐的位置.

这可能会浪费大量内存,因此如果您需要大量内存,可以创建一个分配器,为所有这些分配一个足够大的块,并在其上使用std :: align.然后,您的管理费用将在所有分配中摊销.

您的另一个选择是等待http://open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2012/n3396.htm将其纳入标准.

就个人而言,我只想在操作系统提供的API上编写一个抽象层来分配对齐的内存.

Answer 2

您可以使用posix_memalign/_aligned_malloc分配一块内存,然后使用特殊的"new"运算符语法初始化该内存区域中的对象.像这样的东西:

// Allocate raw memory for a Foo object.
void *mem;
size_t alignment = 0x1000;
size_t size = ?;
posix_memalign(&mem, alignment, size);
// Call the constructor on the allocated memory.
Foo *foo = new (mem) Foo(...);

// Now you have a useable object.
foo->some_method();

// Call destructor without freeing object memory.
foo->~Foo();
// Free raw memory.
free(foo);

Answer 3

C++ 03和C++ 0x都有operator new.

new T或new T[]保证为类型为T的对象返回正确对齐的内存

new char[],new signed char[]并new unsigned char[]保证为任何对象返回正确对齐的内存,以便您可以在其上使用新的位置.

Answer 4

看一下std::aligned_storage和alignas()运算符。它们是C ++ 11的一部分，似乎正是您想要的。

Answer 5

C++ 标准始终保证堆分配中的任何对象的适当对齐 - 也就是说，

template<typename T> T* func() {
    char* buf = new char[sizeof(T)];
    return new(buf) T();
}

保证不会因对齐原因而失败。