C++ 内存管理和 Misra

Question

我需要一些关于 C++ 内存管理和 MISRA 指南的澄清..

我必须实现一个与 MISRA 兼容的程序，因此我必须遵守一条重要规则：不可能使用“new”运算符（动态内存堆）。

在这种情况下，对于任何自定义对象，我必须使用静态分配：

例如：

我的类

Student

带有构造函数

Student(int age)

。 每当我必须实例化一个 Student 对象时，我必须这样做：

int theAge = 18;
Student exampleOfStudent(theAge);

这将创建一个学生对象 exampleOfStudent。 这样我就不必担心我不使用析构函数。 这一切都是正确的吗？ 还有其他方法使用静态内存管理吗？ 我可以以同样的方式使用 std::vector 或其他数据结构吗？ 例如，我可以将一个 Student 实例（我创建为 Student exampleOfStudent(theAge)）添加到 std::vector 中吗？

Answer 1

Student exampleOfStudent(theAge);

是一个自动变量，不是静态的。

据我所知，MISRA 规则不允许任何形式的动态内存。这包括

malloc

和

new

和

std::vector

（使用默认分配器）。

只剩下自动变量和静态变量。

如果您的系统 RAM 量有限，您不想使用动态内存，因为您可能会要求比可用内存更多的内存。堆碎片也是一个问题。这会阻止您编写“可证明”正确的代码。例如，如果您使用具有自动或静态存储的变量，静态分析应用程序可以输出您的应用程序将使用的最大内存量。您可以根据系统 RAM 检查该数字。

Answer 2

预先分配计算出的最大输入，并捕获溢出

• 提供数据包、流或其他面向行的输入管理方式
• 使用替代的预分配数据结构来管理非统一元素
特别是在小型、非 MMU 的嵌入式系统中，缺乏设计深度经常会导致系统不稳定，在那些奇怪的“极端情况”异常中彻底崩溃。内存小，堆栈短，是系统杀手。

许多策略中的一些策略可以避免假设您拥有无限内存，甚至在廉价的嵌入式系统中拥有大内存，并迫使您明确处理应用程序中可能很重要的错误。

不要编写自己的 malloc。

Answer 3

编写自己的分配器可能很复杂，并且仍然需要处理内存不足的情况（静态内存池大小毕竟是固定的）。

Answer 4

我的库是用 C 编写的，但我的技巧可能对你有用。

头文件的一部分如下所示：

/* declare two function pointers compatible to malloc and free: */
typedef void * (*allocatorFunc)(size_t size);
typedef void   (*freeFunc)     (void * data);

/* and let the library user pass them during lib-init: */
int library_init (allocatorFunc allocator, freeFunc deallocator);

在库内部我从未直接调用过 malloc/free。我总是使用提供的函数指针。所以我把如何动态内存分配的问题委托给了其他人。

客户确实喜欢这个解决方案。他知道如果没有动态内存分配，我的库将无法工作，这让他可以自由地使用预分配池或其他东西来实现自己的内存方案。

在 C++ 中，您可以执行相同的操作，只需使用 malloc 函数并使用放置 new 来创建对象。