Question

有这样的类型std::size_t。它可以用于描述对象的大小，因为它可以保证能够表达任何对象的最大大小（因此写成here）。但是，这是什么意思？我们实际上没有内存中的对象。那么这是否意味着这种类型可以存储一个整数，表示我们理论上可以使用的最大内存量？

如果我尝试写类似

的内容

size_t maxSize = std::numeric_limits<std::size_t>::max();
new char[maxSize];

我会收到错误，因为数组的总大小限制为0x7fffffff。为什么？此外，如果我传递一个等于maxSize的非常量表达式，则会抛出std::bad_array_new_length。如果我传递的表达式小于maxSize但仍然大于0x7fffffff，则会抛出std::bad_alloc。我想由于缺少内存而抛出std::bad_alloc，而不是因为大小大于0x7fffffff。为什么会这样？我想如果要分配的内存大小大于0x7fffffff（这是传递给const的const的最大值），抛出特殊异常是很自然的。 new []在编译时）。为什么std::bad_array_new_length只有在我通过maxSize时才被抛出？这种情况特别吗？

顺便说一下，如果我将maxSize传递给vector的构造函数，如下所示：

vector<char> vec(maxSize);

std::bad_alloc将被抛出，而不是std::bad_array_new_length。这是否意味着vector使用不同的分配器？

我正在尝试自己创建数组。使用unsigned int来存储大小，容量和索引是一种糟糕的方法。因此，定义一些这样的别名是个好主意：

typedef std::size_t size_type;

并使用size_type代替unsigned int？

Answer 1

答案是在创建动态存储持续时间对象的过程中。

简而言之，当程序执行新表达式时：new char[size]：

它检查s=size*sizeof(char)+x是否有效大小（实现定义为0x7fffffff，这取决于ABI）（如果您创建一个简单可破坏类型的数组，则在大多数平台上x = 0）。如果大小无效，则会抛出bad_array_new_lenght，否则会抛出
它调用分配函数::operator new(s)。这个函数的第一个参数是std::size_t，这就是为什么std::size_t必须足够大才能创建任何大小的对象（数组是一个对象）。
此分配函数要求系统保留大小为s的存储区域。如果系统成功保留此空间，则返回指向存储区域开头的指针。否则它会调用新处理程序并重试分配，但如果它再次失败，则会抛出bad_alloc
如果分配成功，默认初始化（在这种情况下）分配的存储上的size char（无操作），它也可能将数组的大小存储在此分配的存储上（原因是添加x）（这是在执行删除表达式时使用的，以便知道必须调用许多析构函数如果析构函数是微不足道的，那么这不是必需的。）

您将在c ++标准中找到所有细节（§6.7.4[basic.stc.dynamic]，§8.3[expr.new]，§8.4[expr.delete]，§21.6[support.dynamic]）

对于最后一个问题，您可以考虑使用签名类型作为索引和对象大小。即使对象大小或索引不应该是负数，标准规定无符号算术遵循模运算，这严格限制了优化。此外，无符号整数类型的算术和比较是错误的常见主题。由于兼容性原因，std::size_t是无符号的，因此选择是无符号的，因为史前机器很短！（16位或更少！）

size_t和内存分配

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