为什么VS Debug构建将变量分配得这么远？

Question

我使用的是Visual Studio 2019，我注意到在调试版本中，变量之间的分配距离是如此之远。我看着Project Properties并尝试在线搜索，但找不到任何东西。我在Debug和Release模式下都运行了以下代码，分别是输出。

int main() {
        int a = 3;
        int b = 5;
        int c = 8;
        int d[5] = { 10,10,10,10,10 };
        int e = 14;

        std::cout << "a: " << &a 
                << "\nb: " << &b
                << "\nc: " << &c 
                << "\nd_start: " << &d[0]
                << "\nd_end: "   << &d[4] + 1
                << "\ne: " << &e 
            << std::endl;
}

如您在下面看到的，变量按照您期望的方式分配（一个接一个），中间没有浪费的内存。即使最后一个变量e也已优化为在c和d之间插入。

// Release_x64 Build Ouput
a:          0000003893EFFC40
b:          0000003893EFFC44
c:          0000003893EFFC48
d_start:    0000003893EFFC50
d_end:      0000003893EFFC64
e:          0000003893EFFC4C    // e is optimized in between c and d

下面是使我感到困惑的输出。在这里您可以看到a和b被分配了32个字节！因此，它们之间有28个字节的浪费/未初始化的内存。除int d[5]以外的其他变量也会发生相同的情况。 d在c之后具有32个未初始化的字节，但在e之前仅具有24个未初始化的字节。

// Debug_x64 Build Output
a:          00000086D7EFF3F4
b:          00000086D7EFF414
c:          00000086D7EFF434
d_start:    00000086D7EFF458
d_end:      00000086D7EFF46C
e:          00000086D7EFF484

我的问题是为什么会这样？ MSVC为什么将这些变量分配得相距如此之远，又是什么决定了分隔它们的空间大小，使得它们对于数组而言有所不同？

Answer 1

调试版本的分配存储与发布版本不同。特别是，调试版本在每个存储块的开头和结尾分配一些空间，因此其分配模式有所不同。

调试分配器还在其分配的块的开头和结尾处检查存储，以查看其是否已被损坏。

存储空间是按量化的块分配的，量子的数量未指定，但大约为16或32字节。因此，如果您分配了六个元素的DWORD数组（大小= 6 * sizeof（DWORD）字节= 24字节），则分配器实际上将提供32个字节（一个32字节的量子或两个16字节的量子）。因此，如果您编写元素[6]（第七个元素），则会覆盖一些“死空间”，并且不会检测到错误。但是在发行版中，量子可能是8个字节，并且将分配三个8个字节的量子，并且写入数组的[6]元素将覆盖属于下一个块的一部分存储分配器数据结构。之后，一切都是艰难的。直到程序退出，错误才会出现！您可以为任何大小的量子构造类似的“边界条件”情况。因为两个版本的分配器的量子大小都是相同的，但是分配器的调试版本会为其自身目的添加隐藏空间，因此您将在调试和释放模式下获得不同的存储分配模式。