从不同类型的指针释放内存是否安全

Is this safe to deallocate memory from a pointer of a different type than when it was allocated?

本文关键字：内存 是否 安全 释放 指针 同类型      更新时间：2023-10-16

我有一个关于在C++中释放内存的问题：

typedef struct type1
{
   int a;
   int b;
   float c;
} Type1;
typedef struct type2
{
   int a;
   int b;
} Type2;
void *p = new Type1;
delete (Type2 *)p;

在这种情况下，即使p被转换为不同大小的类型，p指向的内存区域是否会被完全删除？

行为未定义。在这种情况下，可以仅通过类型为Type1的指针来删除动态分配的对象。

首先，在delete表达式中使用(Type2 *)p获得的指针违反了别名规则。存在一组有限的类型，通过这些类型可以使用p所指向的对象。C++03中的规则可以在另一个问题的答案中找到。C++11规则是相似的(差异与问题的答案无关(。

即使程序没有违反严格的别名规则，它也会违反delete表达式的要求。规范规定(C++11§5.3.5[expr.delete]/3(：

如果要删除的对象的静态类型与其动态类型不同，则静态类型应为要删除对象的动态类型的基类，并且静态类型应具有虚拟析构函数，或者行为未定义。

在delete表达式中，对象的静态类型为Type2，而动态类型为Type1。类型不同，但静态类型不是动态类型的基类。

这将是一个非常糟糕的主意，因为你会要求编译器安排在Type1指针上运行Type2:：~Type2，而析构函数可能会引用对象的末尾。

在传统环境中，内存的最终释放是可以的，因为operator delete调用free，而不关心您在编译时调用它的类型。然而，在一个不那么传统的环境中，这可能是一场灾难。

虽然James已经完美地回答了这个问题，但我想指出一件事：

在正确的C++代码中，你几乎永远不会使用void指针，这意味着你的代码可能看起来像这样：

SubType *p = new SubType;
BaseType* pB = (BaseType*)p;
delete pB;

在这种情况下，即使BaseType具有适当的虚拟构造函数，如果SubType不是从BaseType派生的，则仍然可能存在未定义的行为。在这里，普通的C型演员阵容不是很幸运。

但若您要使用dynamic_cast，编译器很可能不允许您这样做，以防p并没有指向多态类型的对象。即使p指向多态类型的对象，但BaseType不会是SubType的基类型，dynamic_cast也会返回NULL，您可以适当地处理这种状态：

SubType *p = new SubType;
BaseType* safePtr = dynamic_cast<BaseType *>(p);
if (!safePtr) // p doesn't point to object of type derived from BaseType
    ...       // handle this situation
else          // p points to object of polymorphic type derived from BaseType
    delete safePtr;
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