将 char-array 转换为 C++ 中的 POD 数组答案

【问题标题】：casting char-array into array of PODs in C++将 char-array 转换为 C++ 中的 POD 数组
【发布时间】：2023-03-19 09:57:02
【问题描述】：

下面代码的正确写法是什么？

我有一个内存管理器，它为我提供char *，但我需要使用uint32_t 的数组。如何解决严格的别名规则？我知道对于单个对象，建议仅使用 memcpy() 复制内容，但该解决方案不适用于对象数组。

char* ptr = manager()->Allocate(1000 * sizeof(uint32_));
uint32_t* u32ptr = reinterpret_cast<uint32_t*>(ptr);
....
u32ptr[x] = y;

【问题讨论】：

您的经理应该返回void*。它会解决你所有的问题（不包括）
我早期的秃头问题是 10 年前。现在只是秃顶。
对不起，在写这纯粹是个玩笑之前我没有看到你的个人资料照片。没有冒犯？
哈哈哈 :) 无意冒犯 :)

标签： c++ c++11 pointers dynamic-memory-allocation reinterpret-cast

【解决方案1】：

你可以使用placement-new：

uint32_t* u32ptr = new(ptr) uint32_t[1000];

注意，在此之后，存储的有效类型为int32_t，您可能不再使用ptr。您不必对 chars 做任何特别的事情，因为对于具有微不足道的析构函数的类型，您可以通过重用存储来结束它们的生命周期。

【讨论】：

谢谢！我怎么知道可以在大小为 X chars 的块中放置多少个整数？我猜 X 除以 sizeof (uint32_t) 是错误的..
char的大小按标准保证为1，所以除以sizeof(uint32_t)就可以了。
是的，我的意思是 - 对齐问题。比如说，ptr 没有对齐。我猜测放置 new 将对齐整数，因此某些字节将无用。我在问是否有一种“标准”方式来知道给定指针和大小的项目数。
啊好吧，现在我明白了。在 x86 上对齐从来都不是问题，对于其他情况，有一个函数可以返回最大对齐，我现在不记得了。（让我检查...）
@einpoklum 见这里：stackoverflow.com/questions/46363384/…

【解决方案2】：

您可以让Manager 类返回std::unique_ptr<void, Manager::Deleter>（即带有unique pointer 和custom deleter）。这使得分配使用 RAII 在超出范围时自动解除分配。而不是使用指针，而是更喜欢gsl::span 在这种情况下，您可以编写：

constexpr const length = 1000;
auto allocated = manager()->Allocate(
    length * sizeof(std::uint32_t), 
    alignof(uint32_t) // supporting alignment here is important, otherwise
                      // you'll have to manually take care of that yourself
);
auto p = gsl::span<uint32_t>(new(allocated.get()) std::uint32_t[length], length);

另一种选择是在元素类型上模板化 Manager 类或分配方法，并让它处理这些事情：

auto p = manager()->Allocate<std::uint32_t>(1000);

... 和 p 将是 std::unique_ptr<uint32_t> 到 costructed uint32_ts。并不是说您需要为它们进行任何构造，但仍然需要。

警告：在这两种情况下，您不得从您所在的范围内返回 p，因为它是一个非拥有指针，并且内存离开作用域时将被释放。 p 仅用于本地工作。如果你想保持内存超出范围，你必须return the unique_ptr。

【讨论】：

但是当allocated 超出范围，而p 可能仍然存在时，存储不会被回收吗？
@alain：当然会——除非从作用域返回unique_ptr。我将对此进行编辑以发出警告。