c++ - shared_ptr 中的可变大小对象

Question

假设我想要一个可变大小的数组，其中有一些标题预先存储在 std::shared_ptr 中。我可以做类似的事情

#include <memory>
using namespace std;
struct obj {
  char headerCode;
  unique_ptr<short[]> data;
};
shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  return shared_ptr<obj>{new obj{'x', unique_ptr<short[]>{new short[len]}}};
}

但这会导致三种分配:一种用于shared_ptr 控制 block ，一种用于obj，另一种用于其data。使用 make_shared 前两个共享一些内存是可能的:

#include <memory>
using namespace std;
struct obj {
  char headerCode;
  unique_ptr<short[]> data;
  obj(char headerCode, short data[]) : headerCode(headerCode), data(data) {}
};
shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  return make_shared<obj>('x', new short[len]);
}

通过低级分配，我可以让对象和它的数据共享一些内存:

#include <memory>
#include <cstdlib>
using namespace std;
struct obj {
  char headerCode;
  short data[0];
};
shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  obj* o = reinterpret_cast<obj*>(malloc(sizeof(obj) + len*sizeof(short)));
  o->headerCode = 'x';
  return shared_ptr<obj>(o, free);
}

标准允许使用这两种技术吗？如果不是，是否有类似的东西是允许的？有没有什么东西可以让这项工作以符合标准的方式进行，只需要一次内存分配？最好不必在每个实例中都存储分配器或删除器对象？

Answer 1

Are these two techniques allowed by the standard?

第一个很好，第二个使用零长度数组作为成员 (data[0])，这不是有效的 C++，但作为扩展被某些编译器支持。

Is there something which makes this work in a standards-conforming way with only a single memory allocation?

目前没有 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3641.html 是相当困难的这将允许这样的事情:

struct obj {
  char headerCode;
  short* data;
};

shared_ptr<obj> make(unsigned len) {
  auto p = make_shared<char[]>(sizeof(obj) + sizeof(short)*len));
  short* s = static_cast<short*>(p.get() + sizeof(obj));
  return shared_ptr<obj>(p, ::new(p.get()) obj{'x', s});
}

这分配了一个 char 数组，其中有足够的空间用于 obj 和 short 数组，然后使用 placement new 构造一个 obj 到该内存中，并创建另一个 shared_ptr ，它与拥有 char 数组的那个共享所有权。当拥有内存的最后一个 shared_ptr 删除其引用时，char 数组将被正确删除，但 obj 对象的析构函数将不会运行，因此，重要的是您不要依赖其具有任何副作用的析构函数(理想情况下它将具有一个微不足道的析构函数)。

您今天可以使用带有自定义分配器的 allocate_shared 来做到这一点，该分配器为 short 数组分配额外的空间，但是由于您不知道实现会将控制 block 和您的对象安排在分配的空间中，很难找出 short 数组的开始位置，分配器需要存储在控制 block 中。