【发布时间】：2014-02-03 12:11:39
【问题描述】：
我正在为 C 中的各种数学计算编写一个库。其中一些需要一些“临时”空间——用于中间计算的内存。所需空间取决于输入的大小，因此不能静态分配。该库通常用于使用相同大小的输入执行相同类型计算的多次迭代，因此我不希望每次调用都在库中使用malloc 和free；一次分配足够大的块，将其重新用于所有计算，然后释放它会更有效。
我的预期策略是请求一个指向单个内存块的void 指针，可能附带一个分配函数。说，像这样：
void *allocateScratch(size_t rows, size_t columns);
void doCalculation(size_t rows, size_t columns, double *data, void *scratch);
这个想法是，如果用户打算做几个相同大小的计算，他可以使用 allocate 函数来抓取一个足够大的块，然后使用同一块内存来执行每个计算输入。 allocate 函数不是绝对必要的，但它简化了接口，使将来更容易更改存储需求，而不需要库的每个用户确切知道需要多少空间。
在许多情况下，我需要的内存块只是double 类型的大型数组，没有问题。但在某些情况下，我需要混合数据类型——比如一个双精度块和一个整数块。我的代码需要是可移植的，并且应该符合 ANSI 标准。我知道可以将 void 指针转换为任何其他指针类型，但如果我尝试对两种类型使用相同的块，我会担心对齐问题。
所以，具体的例子。假设我需要 3 个 doubles 和 5 个 ints 块。我可以像这样实现我的功能吗：
void *allocateScratch(...) {
return malloc(3 * sizeof(double) + 5 * sizeof(int));
}
void doCalculation(..., void *scratch) {
double *dblArray = scratch;
int *intArray = ((unsigned char*)scratch) + 3 * sizeof(double);
}
这合法吗？在此示例中对齐可能正常，但如果我切换它并首先采用 int 块和第二个 double 块，这将改变 double 的对齐方式（假设为 64 位双精度和 32 位整数）。有一个更好的方法吗？还是我应该考虑一种更标准的方法？
我最大的目标如下：
- 如果可能的话，我想使用单个块，这样用户就不必处理多个块或需要不断变化的块数。
- 我希望该块是
malloc获得的有效块，因此用户可以在完成后调用free。这意味着我不想创建一个小的struct，它具有指向每个块的指针，然后分别分配每个块，这需要一个特殊的销毁函数；如果这是“唯一”的方式，我愿意这样做。 - 算法和内存要求可能会发生变化，因此我尝试使用 allocate 函数，以便将来的版本可以为可能不同类型的数据获得不同数量的内存，而不会破坏向后兼容性。
也许这个问题在 C 标准中得到了解决，但我一直没能找到它。
【问题讨论】：
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第一个例子没问题，第二个例子你必须填充到下一个可被 sizeof(double) 整除的最近地址。
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是的，这正是我所期望的。可以保证可以接受吗？似乎尝试手动确保正确对齐可能不值得。
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是的，没错。这样你只会浪费最后一个成员的记忆。如果您使用工会，您将浪费每个成员。只要确保您知道 int 结束和 double 开始的位置。
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（注意：您不能对
void*执行算术运算，因此在您的scratch + N*sizeof(double)中您应该将scratch 转换为char*，或double*，然后只添加N，最后将其重新转换为int* -
@ShinTakezou 哦，是的，很好！显然，我没有编译我的示例代码:)。
标签： c memory dynamic-memory-allocation memory-alignment