如何使用malloc通过基类的指针为派生类的对象分配内存

Question

例如，有一个链

class A
{
int a;
int b;
public:
A();
};
class B: public A
{
int c;
char b;
public:
B()
};

在创建派生类的对象的普通方式中，我们可以使用以下形式

A* ptr = new B()

如何使用malloc进行同样的操作？

Answer 1

Malloc返回一个指向原始分配内存的void*指针。只需在内存上使用一个新的放置操作符。

void* mem = malloc( sizeof(B) );
A* ptr = new(mem) B(); // builds object in location pointed by mem

新的放置不分配内存，它只是在给定的位置构造对象。

Answer 2

C方法：

A* ptr = (A*)malloc(sizeof(B));
*(B*)ptr = B();

---

C++的实现方式：

A* ptr = static_cast<A*>(malloc(sizeof(B)));
*static_cast<B*>(ptr) = B();

---

请注意，由于我们使用C++，因此必须强制转换malloc的返回值。

由于"语言混合"，没有"ANSI方式"来回答这个问题。

Answer 3

new对类的实例进行两步构造。它分配堆内存，然后调用类的构造函数来初始化对象。

CCD_ 4转而仅处理存储器分配并且具有类似于CCD_ 5的签名。它不调用实例的构造函数。

CCD_ 6被称为放置新。它在完全初始化实例后返回ptr，调用相应的构造函数。

如果您需要使用标准堆以外的其他类型的内存，您可以覆盖类的操作符new和placement new。如果您需要将实例放置到线程本地存储、共享内存中，或者进行某种优化的数据结构，这将派上用场。此外，placement new有时用于系统编程，将对象的实例放在具有已知地址的某个寄存器集的顶部，以提供硬件接口的一些抽象。

所以，如果您想/需要对实例使用malloc（），那么您所要做的就是覆盖类的操作符new。并且可能不要忘记调用构造函数。

#include <new>
A *ManuallyConstructBInstance()
{
    B *pB = reinterpret_cast<B*>(operator new(sizeof(B)));
    if( nullptr != pB )
    {
         new(pB) B(); // manual call of constructor using placement new.
    }
    return pB; // optionally use static_cast<A*>() if you want to emphasize the upcast.
}

上面的代码示例显示了如果操作符new（）被用作malloc（）的替代，它看起来是什么样子，表明它只处理原始内存，而不倾向于类类型等。

要查看如何为类重载运算符new，请参见例如在这里