为什么在 size_t 的情况下会抛出 bad_alloc() 异常答案

【问题标题】：Why bad_alloc() exception thrown in case of size_t为什么在 size_t 的情况下会抛出 bad_alloc() 异常
【发布时间】：2016-07-11 08:30:46
【问题描述】：

我正在处理下面的代码，当我执行这段代码时，我得到了一个std::bad_alloc 异常：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 FILE * pFile;

 size_t state;
 pFile = fopen("C:\\shared.tmp", "rb");
 if (pFile != NULL)
 {
    size_t rt = fread(&state, sizeof(int), 1, pFile);
    char *string = NULL;
    string= new char[state + 1];
    fclose(pFile);
 }
 return 0;
}

下面这行导致抛出异常：

string = new char[state + 1];

为什么会发生这种情况，我该如何解决？

【问题讨论】：

您可以在分配前打印状态并发布结果吗？
调试器、断点和监视窗口可能会告诉您要分配的东西有多大。我的水晶球告诉我你的尺寸以与size_t 不一致的形式存储，但无论如何你都将它视为一个，特别是因为你正在读取int 的尺寸，并存储在一个`size_t，在你的平台上可能分别是32位和64位。哎哟。
我也会担心字节顺序，因为这段代码直接读入整数类型的内部表示，而不是用字节构造它。 OP 可能认为他正在读取值为 0x000000FF 的整数，但他可能会得到 0xFF0000000！
@HumamHelfawi - 分配前请看打印结果 - "3435973638"
如果我在使用前初始化 size_t state =0 对我的代码有影响吗？

标签： c++ windows exception

【解决方案1】：

您正在传递一个未初始化的 64 位（8 字节，在现代 64 位系统上）变量 state 的地址，并告诉 fread 读取 sizeof(int)（32 位，4 字节）相同的系统）字节从文件到这个变量。

这将用读取的值覆盖变量的 4 个字节，但其他 4 个字节未初始化。它覆盖的 4 个字节取决于架构（在 Intel CPU 上最不重要，在大端配置的 ARM 上最重要），但结果很可能是垃圾，因为 4 个字节未初始化并且可能包含任何内容.

在您的情况下，它们很可能是最重要的字节，并且至少包含一个非零位，这意味着您随后会尝试分配远远超过 4GB 的内存，而您没有。

解决方案是将state 设为std::uint32_t（因为您显然希望该文件包含代表无符号整数的4 个字节；不要忘记包含<cstdint>）并传递sizeof(std::uint32_t)，并且通常确保对于传入指针和大小的每个fread 和类似调用，确保指针指向的东西实际上具有您传递的大小。在 64 位系统上传递 size_t* 和 sizeof(int) 并不能满足这些要求，并且由于 C++ 基本类型的大小无法保证，因此您通常根本不想将它们用于二进制 I/O。

【讨论】：

我尝试使用 std::uint32_t，但仍然遇到同样的 bad_alloc() 错误。请查看 fread 调用后的状态值 -“3435973238”（这是 size_t）。使用 std::uint32 它比这更高。实际上我的问题是我的“状态”变量未从 fread() 函数初始化。

【解决方案2】：

您可以在 C++ 代码中改进很多方面，但有很多原因导致您最终出现这种行为：

首先，变量state 的类型为size_t，但您的代码尝试使用fread(&state, sizeof(int), 1, pFile); 初始化其值。现在，如果 sizeof(state) != sizeof(int) 那么你有未定义的行为。如果sizeof(state) < sizeof(int)，那么fread 语句通常会在存储变量state 之后覆盖一些任意内存。这会导致未定义的行为（例如，state 可能有一些随机的大值，并且分配失败）。

其次，如果sizeof(state) > sizeof(int)，那么state 只是部分初始化，它的实际值取决于初始化（由fread）和未初始化的位。所以它的值可能很大，分配可能会失败。

第三，如果sizeof(state) == sizeof(int)那么可能是读取的值太大，内存不足导致分配失败。

第四，您从文件中读取的值可能有一些不同的编码或字节序。例如，如果 value 以 big-endian 格式写入文件，但在 little-endian CPU 上是 fread，则可能会导致字节交换错误。在使用读取的值之前，您可能需要交换字节。

我建议你改用来自<cstdint>（或<stdint.h> 用于pre-C++11）的一些固定宽度整数类型，例如std::uint64_t 用于变量state，使用fread(&state, sizeof(state), 1, pFile); 读取值, 然后字节交换 state 如果您的 CPU 的字节序与文件中存储的值的字节序不匹配。

【讨论】：

【解决方案3】：

你应该决定你愿意分配的最大字符数是多少，如果state 大于这个值，就会出错。几乎可以肯定，确实如此。

【讨论】：