分配没有 new[] 的 Derived 数组：指向 Base vtable 的指针不好答案

【问题标题】：Allocating an array of Derived without new[]: Pointer to Base vtable is bad分配没有 new[] 的 Derived 数组：指向 Base vtable 的指针不好
【发布时间】：2011-01-03 21:48:06
【问题描述】：

基本上，我有一个纯虚拟类 Base，以及一个继承自 Base 的具体类 Derived。然后我分配一块内存并通过简单的转换将其视为 Derived 数组。然后，我使用 = 填充数组。最后，我循环遍历数组，尝试调用在 Base 中声明并在 Derived 中定义的虚方法 GetIndex。

问题是我最终得到一个访问冲突异常，试图读取指向 Base 的 vtable 的指针（在 Visual Studio 调试中，这显示为 __vfptr，它始终为 0xbaadf00d）。

以下是我遇到的问题的一个简单示例：

#include "stdafx.h"
#include "windows.h"

struct Base
{
    virtual int GetIndex() const = 0;
};

struct Derived : public Base
{
    int index;

    Derived()
    {
        static int test = 0;
        index = test++;
    }

    int GetIndex() const
    {
        return index;
    }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int count = 4;
    // Also fails with malloc
    Derived* pDerived = (Derived*)HeapAlloc(GetProcessHeap(), 0, sizeof(Derived) * count);

    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        Derived t;
        pDerived[i] = t;
    }

    // Should print 0 1 2 3
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        Base& lc = pDerived[i];
        printf("%d\n", lc.GetIndex()); // FAIL!
    }
    return 0;
}

这种行为只发生在通过 HeapAlloc 或 malloc 分配内存时；如果使用 new[]，它工作正常。（另外，cstor之前被调用了4次，所以输出是4 5 6 7。）

【问题讨论】：

作为参考，这是通过替换解决的：Derived t; pDerived[i] = t; with: new (&pDerived[i]) Derived();

标签： c++ inheritance dynamic-memory-allocation vtable

【解决方案1】：

如果您在没有new 的情况下分配内存，则始终需要使用placement new 手动调用构造函数，并使用x->~Derived(); 调用析构函数

【讨论】：

【解决方案2】：

我认为在第一个 for 循环中，您正在创建一个没有 new 的对象。这意味着这个对象的上下文是你的 for 循环。退出 for 循环后，此变量不再存在。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果你想使用 C++ 默认之外的分配器，你应该定义你自己的操作符 new 而不是每次都记住调用构造函数。

void *operator new[]( size_t block_size, HANDLE heap ) {
    return HeapAlloc( heap, 0, block_size );
}

…

Derived *pDerived = new( GetProcessHeap() ) Derived[ count ];

具体取决于你是否希望它成为分配Derived的默认方式以及它是否真的需要参数。

如果free() 无法释放您获得的内存，您仍然需要小心。那么默认的delete 将不起作用，您应该创建Derived::operator delete 或编写自己的函数来调用object->~Derived()。

【讨论】：