C++ 堆/栈澄清

Question

我需要一些关于 C++ 内存分配的说明，我直接举个例子

假设我制作了一个 class A，其中包含两个容器：一个 hash_map 和一个 std::vector，如下所示：

class Example{

// methods to add stuff to containers
//...

std::hash_map<std::string,int> map;
std::vector<std::string> vec;
}

如果我然后使用 new 运算符在堆上创建一个 example 对象：

Example* ex = new Example();

并向每个容器添加一千个条目，我添加的条目是否也会位于堆中？如果是，那么如果我这样做会有什么不同：

 class Example{

    // methods to add stuff to containers
    //...

    std::hash_map<std::string,int>* map;
    std::vector<std::string>* vec;
    }

然后是Example* ex = new Example();

Answer 1

无论 hash_map 或 vector 存储在何处，它们包含的数据将始终在堆中。

示例 1

int main() {
    hash_map<T> table;
}

table 在堆栈上。 table 包含的数据在堆上。

示例 2

int main() {
    hash_map<T> *table = new hash_map<T>();
}

table是一个存在于栈上的指针。 *table 是堆上存在的 hash_map。 *table 包含的数据仍在堆上。

示例 3

hash_map<T> table;
int main() {
    ...
}

table 不在堆或堆栈中。 table指向的数据还在堆上。

Answer 2

new Example(); 该语句总是意味着在堆上分配一个 Example 对象和 return 指向该对象的指针。

Example ex;是在栈上分配单个Example对象的方法。

您描述的不同之处在于 Example 对象的内容。在第一个实例中，对象直接持有 stl 向量和 hash_map 的实例（它们是用对象构造并随对象一起释放的）

在第二种情况下，对象持有容器指针，而您放置在这些指针上的内容保持打开状态。

在任何情况下，vector 和 hash_map 都会使用堆来存储您插入其中的数据，但是它们向您隐藏了细节和管理。（您可以提供分配器来破坏默认值）

高级说明： Example ex; 当在函数/方法的范围内时，将在堆栈上分配对象。当作用域退出时，对象被释放。当在命名空间或全局范围内使用时，它将在数据段中分配对象，并在程序终止时释放该对象。

Answer 3

两个容器中的数据项将始终在堆中；拥有 std::hash_map 地图和 std::hash_map *map 是，在第一种情况下，您的 Example 对象包含实际的对象映射（特别是，当 Example 对象被销毁时，它会自动销毁），而在第二种情况下，您的 Example 对象仅包含指向的指针对象映射（在其他地方可能是 created/destroyed）。

Answer 4

在这两种情况下，您的对象都将在堆上实例化。 new 运算符就是这样做的。

你的两个例子之间的区别在于，在第一个例子中，两个成员没有使用 *，当你调用 new Example() 时，它们被隐式构造为你的对象的一部分（在内存中，您的对象布局将包含一个 hash_map 和一个大小为 sizeof(hash_map) 和 sizeof(vector)) 的矢量。

在第二种情况下，当您将成员声明为指针时，内存中的对象布局将仅包含 2 sizeof(void*) - 基本上是指针的大小，所有指针的大小都相等，无论它们是什么类型指向。这也意味着，当您使用 new Example() 实例化 class 时，默认情况下您的成员将是 nullptr，因此您必须使用 new hash_map 和 new vector 以便使用它们。

至于堆栈分配，如果你想在堆栈上分配你的 Example class 的实例，你可以在函数中使用

Example foo;

而不是

Example* foo = new Example();

这将在堆栈上分配 foo 并在函数执行时自动销毁它 returns。

C++ 堆/栈澄清

C++ heap / stack clarification

c++

initialization

heap-memory

stack-memory

示例 1

示例 2

示例 3