很难理解 std::basic_string 内存分配答案

【问题标题】：Having hard time understanding std::basic_string memory allocation很难理解 std::basic_string 内存分配
【发布时间】：2018-04-14 06:12:51
【问题描述】：

我目前正在学习 STL，我遇到了一位老师制作的示例。

template <class T>
struct SpyAllocator : std::allocator<T>
{
typedef T   value_type;

SpyAllocator(/*vector args*/) = default;

template<class U>
SpyAllocator(const SpyAllocator<U>& other){}

template<class U>
struct rebind
{
    using other = SpyAllocator<U>;
};

T*  allocate(std::size_t n)
{
    T* p = (T*) new char[sizeof(T) * n];

    memorySpy.NotifyAlloc(sizeof(T), n, p);
    return p;
};

void    deallocate(T* p, std::size_t n)
{
    memorySpy.NotifyDealloc(p, n);
    delete (char*)p;
}

typedef T*          pointer;
typedef const T*    const_pointer;
typedef T&          reference;
typedef const T&    const_reference;
};

template <class T, class U>
bool    operator==(const SpyAllocator<T>&, const SpyAllocator<U>&) { return 
false; }

template <class T, class U>
bool    operator!=(const SpyAllocator<T>&, const SpyAllocator<U>&) { return 
false; }

上面是他的分配器实现。

#define String      std::basic_string<char, std::char_traits<char>, SpyAllocator<char>>

他将std::basic_string定义为String。

在main.cpp文件中，

int main()
{
    DO(String s1 = "Bonjour");
    DO(String s2 = " le monde !");
    DO(String s3 = s1 + s2);
    printf("s3 : %s\n", s3.c_str());

    printf("\nDestroy vector\n\n");
    return 0;
}

他正在测试 + 运算符和复制构造函数，结果是

String s1 = "Bonjour"

String s2 = " le monde !"

String s3 = s1 + s2
*** Allocate block 1 : 31 elem of 1 bytes

s3 : Bonjour le monde !

Destroy vector

*** Deallocate block 1 : 31 elem of 1 bytes

我的问题是：

1-我统计了String s1和String s2的字符数（包括\0），是19个，但分配了31个。 Allocate block 1 : 31 elem of 1 bytes

这背后的原因是什么？

2- String s1 和 String s2 构造函数似乎没有分配任何内存，但 String s1 和 String s2 仍然有值。

这怎么可能？

感谢您的宝贵时间！

【问题讨论】：

#define String ... 真是个坏主意。不要为此使用预处理器，使用类型别名：using String = ...（只需将 #define String 完全更改为 using String = 即可满足您的所有需求）
@Justin，谢谢你的评论，我会记住的。但它是由我的一位老师制作的。
"...没有分配任何内存..." 查找：“小字符串优化”（小字符串在 std::string 类中直接分配不上通过分配器的堆）。字符串（和向量）有时也会增长所需空间的倍数。（1.6 和 2 是公倍数）
我认为你的老师犯了一个错误，因为他将new[]与delete配对，即UB。
谢谢@Richard Critten！从昨天开始我就一直在研究这个问题，但无法弄清楚背后的原因。你刚刚拯救了我的一天！

标签： c++ stl stdstring

【解决方案1】：

当我们查看 STDLib

的 basic_string.h 时，我们会得到什么

enum
{
    _S_local_capacity = 15 / sizeof(_CharT)
};

union
{
    _CharT _M_local_buf[_S_local_capacity + 1];
    size_type _M_allocated_capacity;
};

We know that std::string is a typedef for a specialization of a std::basic_string with char type.

basic_string contains a 15 bytes fixed buffer for short strings then we +1 for the \0. 因此，当我们连接存储在小缓冲区中的 2 个字符串时，它将连接整个字符串，然后为 \0 添加 +1。所以它将是 15 + 15 + 1 = 31。

这是我从basic_string.h的阅读中了解到的

【讨论】：

感谢您的澄清！