std::align

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低层内存管理
 
定义于头文件 <memory>
void* align( std::size_t alignment,

             std::size_t size,
             void*& ptr,

             std::size_t& space );
 (C++11 起)

给定指针 ptr 指定大小为 space 的缓冲区，返回按指定 alignment 为 size 字节数对齐的指针，并减小 space 参数对齐所用的字节数。返回首个对齐的地址。

仅以给定对齐量对齐入缓冲区的所需字节数合适，函数才会修改指针。若缓冲区太小，则函数不做任何事并返回 nullptr 。

若 alignment 不是二的幂，则行为未定义。

参数

alignment - 欲求的对齐量
size - 要被对齐的存储的大小
ptr - 指向至少有 space 字节的连续存储的指针
space - 要在其中操作的缓冲区的大小

返回值

ptr 的调整值，或若提供空间太小则为空指针值。

示例

演示使用 std::align 在内存中放置不同类型的对象

运行此代码
#include <iostream>
#include <memory>
 
template <std::size_t N>
struct MyAllocator
{
    char data[N];
    void* p;
    std::size_t sz;
    MyAllocator() : p(data), sz(N) {}
    template <typename T>
    T* aligned_alloc(std::size_t a = alignof(T))
    {
        if (std::align(a, sizeof(T), p, sz))
        {
            T* result = reinterpret_cast<T*>(p);
            p = (char*)p + sizeof(T);
            sz -= sizeof(T);
            return result;
        }
        return nullptr;
    }
};
 
int main()
{
    MyAllocator<64> a;
 
    // 分配一个 char
    char* p1 = a.aligned_alloc<char>();
    if (p1)
        *p1 = 'a';
    std::cout << "allocated a char at " << (void*)p1 << '\n';
 
    // 分配一个 int
    int* p2 = a.aligned_alloc<int>();
    if (p2)
        *p2 = 1;
    std::cout << "allocated an int at " << (void*)p2 << '\n';
 
    // 分配一个 int ，对齐于 32 字节边界
    int* p3 = a.aligned_alloc<int>(32);
    if (p3)
        *p3 = 2;
    std::cout << "allocated an int at " << (void*)p3 << " (32 byte alignment)\n";
}

可能的输出： 

allocated a char at 0x2ff21a08
allocated an int at 0x2ff21a0c
allocated an int at 0x2ff21a20 (32 byte alignment)

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR 应用于 出版时的行为 正确行为
LWG 2377 C++11 要求 alignment 为基础或受支持的扩展对齐值 仅需要为二的幂

参阅

alignof 运算符(C++11 起) 查询类型的对齐要求
alignas 说明符(C++11) 指定该变量的存储应该按指定量对齐
(C++11)
 定义适于用作给定大小的类型的未初始化存储的类型
(类模板)