Malloc与新版-不同的填充

我正在审查使用MPI进行高性能计算（10 ^ 5-10 ^ 6内核）的项目的其他人的C ++代码。该代码旨在允许（可能）不同体系结构上的不同机器之间进行通信。他写了一条评论，内容大致如下：

我们通常使用new和delete，但是在这里我使用malloc和free。这是必要的，因为某些编译器在new使用时会以不同的方式填充数据，从而导致在不同平台之间传输数据时出错。不会发生这种情况malloc。

这与我从标准newvs malloc问题中了解到的任何内容都不符。

new / delete和malloc / free有什么区别？这暗示了编译器可以对对象的大小进行不同的计算（但是，为什么这与使用sizeof？有所不同）。

malloc和placement new vs. new是一个相当受欢迎的问题，但仅涉及new在malloc不使用构造函数的情况下的使用，与此无关。

malloc如何理解对齐方式？说，保证内存可以正确地与任一new或malloc这是我以前认为的。

我的猜测是，他在过去的某个时候误诊了自己的错误，并推断出该错误new并malloc进行了不同程度的填充，我认为这可能是不正确的。但我找不到Google或其他任何问题的答案。

帮我，StackOverflow，您是我唯一的希望！

IIRC有一个挑剔的地方。malloc保证返回一个与任何标准类型对齐的地址。::operator new(n)只能保证返回不大于n的任何标准类型的对齐地址，如果T不是字符类型，则new T[n]仅需要返回的地址对齐T。

但这仅在您玩特定于实现的技巧时才有意义，例如使用指针的底部几位来存储标志，或者以其他方式依赖该地址来比其严格需要的对齐方式更多。

它不会影响对象内的填充，对象的布局必须完全相同，无论您如何分配占用的内存。因此，很难看到差异如何导致数据传输错误。

有没有迹象表明该评论的作者对堆栈或全局对象中的对象有何看法，无论他认为是“像malloc一样填充”还是“像新一样那样填充”？这可能为该想法的来源提供线索。

也许他很困惑，但是也许他在谈论的代码不仅仅是malloc(sizeof(Foo) * n)vs与之间的直接区别new Foo[n]。也许更像是：

malloc((sizeof(int) + sizeof(char)) * n);

与

struct Foo { int a; char b; }
new Foo[n];

也就是说，也许他说的是 “我使用malloc”，但意思是 “我将数据手动打包到未对齐的位置，而不是使用结构”。malloc为了手动打包该结构，实际上并不需要，但是没有意识到这是一个较小的混乱程度。必须定义通过导线发送的数据布局。使用该结构时，不同的实现将不同地填充数据。

您的同事可能已经想到了new[]/delete[]魔术cookie（这是实现在删除数组时使用的信息）。但是，如果使用从返回的地址开始的分配new[]（而不是分配器的分配），这将不是问题。

包装似乎更有可能。ABI的变化可能（例如）导致在结构的末尾添加不同数量的尾随字节（这受对齐方式的影响，还应考虑数组）。使用malloc，可以指定结构的位置，从而更容易移植到外部ABI。通常通过指定转移结构的对齐方式和堆积方式来防止这些变化。

对象的布局不能取决于它是使用malloc还是分配的new。它们都返回相同类型的指针，当您将此指针传递给其他函数时，它们将不知道对象的分配方式。sizeof *ptr仅取决于的声明ptr，而不是如何分配的。

我想你是对的。填充不是由new或由编译器完成的malloc。即使您声明一个数组或结构而不使用new或malloc根本不使用，填充注意事项也将适用。在任何情况下，尽管我可以看到在平台之间移植代码时不同的实现方式new并malloc可能引起问题，但我完全看不到它们如何在平台之间传输数据时会引起问题。

当我想用MS Visual编译器控制普通旧数据结构的布局时，请使用#pragma pack(1)。我想大多数编译器都支持这样的precompiler指令，例如gcc。

这样的结果是将结构的所有字段一个接一个地对齐，而没有空白。

如果另一端的平台执行相同的操作（即，使用填充1编译其数据交换结构），则从两侧检索的数据都非常合适。因此，我从不需要在C ++中使用malloc。

最糟糕的是，我会考虑重载new运算符，以便它执行一些棘手的事情，而不是直接在C ++中使用malloc。

这是我对这东西从何而来的疯狂猜测。如您所述，问题在于通过MPI进行数据传输。

就个人而言，对于我想通过MPI发送/接收的复杂数据结构，我总是实现序列化/反序列化方法，将整个内容打包/解压缩为一个字符数组。现在，由于填充，我们知道该结构的大小可能大于其成员的大小，因此还需要计算数据结构的未填充大小，以便我们知道正在发送/接收多少个字节。

例如，如果您想std::vector<Foo> A使用上述技术通过MPI 发送/接收，则假定生成的char数组的大小通常是错误的A.size()*sizeof(Foo)。换句话说，实现序列化/反序列化方法的每个类也应实现报告数组大小的方法（或者最好将数组存储在容器中）。这可能成为错误的原因。但是，正如该线程中所指出的，与newvs 无关的一种或另一种方式malloc。

在c ++中： new关键字用于相对于某些数据结构分配某些特定的内存字节。例如，您已经定义了一些类或结构，并且想要为其对象分配内存。

myclass *my = new myclass();

要么

int *i = new int(2);

但是在所有情况下，您都需要定义的数据类型（类，结构，联合，整数，字符等），并且仅会分配其对象/变量所需的内存字节。（即该数据类型的倍数）。

但在使用malloc（）方法的情况下，您可以分配任何字节的内存，而不必始终指定数据类型。在这里，您几乎可以通过malloc（）观察到它：

void *v = malloc(23);

要么

void *x = malloc(sizeof(int) * 23);

要么

char *c = (char*)malloc(sizeof(char)*35);

malloc是函数类型，而new是c ++中c ++中的数据类型，如果我们使用malloc超过了我们必须的值，则应该使用typecast，否则编译器会给您错误，并且如果我们使用新的数据类型来分配内存，那么我们就不需要了打字