C++ 程序员应该避免 memset 吗？

Question

听说c++程序员应该避免memset，

class ArrInit {
    //! int a[1024] = { 0 };
    int a[1024];
public:
    ArrInit() {  memset(a, 0, 1024 * sizeof(int)); }
};

所以考虑到上面的代码，如果你不使用 memset，你怎么能让一个 [1..1024] 填充零？C++ 中的 memset 有什么问题？

谢谢。

Answer 1

零初始化应该是这样的：

class ArrInit {
    int a[1024];
public:
    ArrInit(): a() { }
};

关于使用 memset，有几种方法可以使使用更加健壮（与所有此类函数一样）：避免对数组的大小和类型进行硬编码：

memset(a, 0, sizeof(a));

对于额外的编译时检查，还可以确保a 确实是一个数组（所以sizeof(a) 有意义）：

template <class T, size_t N>
size_t array_bytes(const T (&)[N])  //accepts only real arrays
{
    return sizeof(T) * N;
}

ArrInit() { memset(a, 0, array_bytes(a)); }

但对于非字符类型，我想你会用它来填充的唯一值是 0，并且零初始化应该已经以一种或另一种方式可用。

Answer 2

在 C++ 中，您应该使用 new。在您的示例中使用简单数组的情况下，使用它并没有真正的问题。但是，如果您有一个类数组并使用 memset 对其进行初始化，那么您将无法正确构造这些类。

考虑一下：

class A {
    int i;

    A() : i(5) {}
}

int main() {
    A a[10];
    memset (a, 0, 10 * sizeof (A));
}

每个元素的构造函数不会被调用，所以成员变量 i 不会被设置为 5。如果你使用 new 代替：

 A a = new A[10];

数组中的每个元素都会调用其构造函数，并且 i 将被设置为 5。

Answer 3

您的代码很好。我认为在 C++ 中 memset 是危险的唯一一次是当您执行以下操作时：
YourClass instance; memset(&instance, 0, sizeof(YourClass);。

我相信它可能会将编译器创建的实例中的内部数据清零。

Answer 4

问题不在于在内置类型上使用 memset()，而是在类（也称为非 POD）类型上使用它们。这样做几乎总是会做错事，而且经常会做致命的事——例如，它可能会践踏虚函数表指针。

Answer 5

这是“不好的”，因为您没有实现您的意图。

您的意图是将数组中的每个值设置为零，而您所编程的是将原始内存区域设置为零。是的，这两件事具有相同的效果，但更清楚的是只需编写代码将每个元素归零。

而且，它可能不会更有效。

class ArrInit
{
public:
    ArrInit();
private:
    int a[1024];
};

ArrInit::ArrInit()
{
    for(int i = 0; i < 1024; ++i) {
        a[i] = 0;
    }
}


int main()
{
    ArrInit a;
}

使用 Visual c++ 2008 32 位打开优化编译此循环编译为 -

; Line 12
    xor eax, eax
    mov ecx, 1024               ; 00000400H
    mov edi, edx
    rep stosd

这几乎正是 memset 可能编译成的样子。但是，如果您使用 memset，则编译器没有执行进一步优化的余地，而通过编写您的意图，编译器可能会执行进一步的优化，例如注意到每个元素在使用之前被设置为其他内容，因此初始化可以优化出来，如果你使用了 memset，它可能不会那么容易。

Answer 6

在 C++ 中，std::fill 或 std::fill_n 可能是更好的选择，因为它是通用的，因此可以对对象和 POD 进行操作。但是，memset 对原始字节序列进行操作，因此不应用于初始化非 POD。无论如何，如果类型是 POD，std::fill 的优化实现可能会在内部使用特化来调用 memset。

Answer 7

C++ 中 memset 的问题与 C 中 memset 的问题基本相同。memset 用物理零位模式填充内存区域，而实际上在几乎 100% 的情况下您需要用相应类型的逻辑零值填充数组。在 C 语言中，memset 仅保证为整数类型正确初始化内存（并且它对 all 整数类型的有效性，而不是 char 类型，是添加到 C 语言规范中的相对较新的保证）。不保证将任何浮点值正确设置为零，也不保证产生正确的空指针。

当然，以上内容可能会被视为过于迂腐，因为在给定平台上有效的附加标准和约定可能（而且肯定会）扩展memset 的适用性，但我仍然建议遵循奥卡姆剃刀这里的原则：不要依赖任何其他标准和约定，除非你真的必须这样做。 C++ 语言（以及 C）提供了多种语言级别的功能，可让您使用正确类型的正确零值安全地初始化聚合对象。其他答案已经提到了这些功能。

Answer 8

memset 应用于类时除了不好之外，还容易出错。很容易让参数乱序，或者忘记sizeof 部分。代码通常会在编译时出现这些错误，并悄悄地做错事。该错误的症状可能要到很久以后才会出现，因此很难追踪。

memset 对于很多普通类型也有问题，比如指针和浮点。一些程序员将所有字节设置为 0，假设指针为 NULL，浮点数为 0.0。这不是一个可移植的假设。

Answer 9

没有真正的理由不使用它，除了人们指出无论如何都不会使用它的少数情况，但是除非你正在填充内存保护或其他东西，否则使用它也没有真正的好处。

Answer 10

简短的回答是使用初始大小为 1024 的 std::vector。

std::vector< int > a( 1024 ); // Uses the types default constructor, "T()".

“a”的所有元素的初始值为 0，因为 std::vector(size) 构造函数（以及 vector::resize）复制所有元素的默认构造函数的值。对于内置类型（也称为内在类型或 POD），您可以保证初始值为 0：

int x = int(); // x == 0

这将允许“a”使用的类型轻松更改，甚至更改为类的类型。

大多数将 void 指针 (void*) 作为参数的函数，例如 memset，都不是类型安全的。通过这种方式，忽略对象的类型会删除对象倾向于依赖的所有 C++ 样式语义，例如构造、销毁和复制。 memset 对类做出假设，这违反了抽象（不知道或关心类中的内容）。虽然这种违规并不总是很明显，尤其是对于固有类型，但它可能会导致难以定位错误，尤其是在代码库增长和易手时。如果 memset 类型是具有 vtable（虚拟函数）的类，它也会覆盖该数据。

Answer 11

这是一个旧线程，但这里有一个有趣的转折：

class myclass
{
  virtual void somefunc();
};

myclass onemyclass;

memset(&onemyclass,0,sizeof(myclass));

效果很好！

然而，

myclass *myptr;

myptr=&onemyclass;

memset(myptr,0,sizeof(myclass));

确实将虚拟变量（即上面的 somefunc()）设置为 NULL。

鉴于 memset 比将大型班级中的每个成员都设置为 0 快得多，我已经做了上面的第一个 memset 很久了，从来没有遇到过问题。

所以真正有趣的问题是它是如何工作的？我想编译器实际上开始将零设置在虚拟表之外......有什么想法吗？