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c++中的std::uninitialized_copy和std::uninitialized_fill_c++高效操作未初始化内存

尼克

尼克

发布时间:2025-12-05 15:38:02

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来源于php中文网

原创

std::uninitialized_copy和std::uninitialized_fill用于在未初始化内存中构造对象,前者复制范围内的对象调用拷贝构造函数,后者填充相同值并调用构造函数,避免对未构造内存赋值导致的未定义行为,需手动析构并释放内存,适用于底层高性能场景。

c++中的std::uninitialized_copy和std::uninitialized_fill_c++高效操作未初始化内存

在C++中处理未初始化的原始内存时,直接使用构造对象是不安全的。标准库提供了 std::uninitialized_copystd::uninitialized_fill 来安全、高效地在未初始化内存上构造对象。它们与普通的 copyfill 不同:不是赋值,而是调用对象的构造函数。

std::uninitialized_copy:从范围构造对象

当你有一段已分配但未初始化的内存(例如通过 operator newstd::allocator::allocate),并希望将某个范围的对象“复制”到这块内存中,这时应使用 std::uninitialized_copy

它会逐个在目标位置调用拷贝构造函数,而不是赋值操作。

template
  ForwardIt uninitialized_copy(InputIt first, InputIt last, ForwardIt d_first);

示例:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

#include
#include
#include iostream>

int main() {
  std::string arr[] = {"hello", "world"};
  void* buf = operator new(2 * sizeof(std::string));
  std::string* p = static_cast<:string>(buf);

  // 在 buf 指向的内存中构造两个字符串
  auto fin = std::uninitialized_copy(arr, arr + 2, p);

  for (std::string* it = p; it != fin; ++it) {
    std::cout   }
  std::cout
  // 手动析构
  for (std::string* it = p; it != fin; ++it) {
    it->~basic_string();
  }
  operator delete(buf);
  return 0;
}

注意:必须手动调用析构函数,并使用 operator delete 释放原始内存。

std::uninitialized_fill:填充相同值

当你要在未初始化内存中构造多个相同的对象时,使用 std::uninitialized_fill

它会在指定范围内对每个元素调用给定值的拷贝构造函数。

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template
  void uninitialized_fill(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value);

示例:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

#include
#include
#include stream>

int main() {
  void* buf = operator new(3 * sizeof(std::string));
  std::string* p = static_cast<:string>(buf);

  std::uninitialized_fill(p, p + 3, "default");

  for (int i = 0; i     std::cout   }
  std::cout
  // 析构
  for (int i = 0; i     p[i].~basic_string();
  }
  operator delete(buf);
  return 0;
}

为什么不能用普通 copy/fill?

普通 std::copystd::fill 假设目标内存已经构造了对象,它们执行的是赋值操作(operator=)。对未构造的对象赋值会导致未定义行为。

uninitialized_* 系列函数则确保调用的是构造函数,适用于原始内存场景。

现代替代方案:std::vector 和智能指针

虽然这些函数在实现容器或内存池时很有用,但在日常代码中,推荐使用 std::vectorstd::make_unique 等 RAII 工具来自动管理构造和析构。

例如,用 std::vector<:string> 替代手动内存管理更安全简洁。

基本上就这些。理解 uninitialized_copyuninitialized_fill 的作用,有助于编写高效且正确的底层内存操作代码,尤其是在自定义容器或高性能库中。关键是:构造 vs 赋值,别搞混。

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