问题描述
我正在做一个简单的测试，以数字的二进制表示形式计算1的数量：
int x;
while (cin >> x) {
bitset<32> xBitmap = {0};
xBitmap = static_cast<bitset<32>>(x);
std::cout << xBitmap.count() << std::endl;
}
上面的代码创建了正确的结果，但是当我使用一个指向位集的指针时，会发生意外情况：
bitset<32>* xBitmap = nullptr;
xBitmap = static_cast<bitset<32>*>((void*)&x);
std::cout << xBitmap->count() << std::endl;
此代码创建随机结果，每次使用“ count（）”都会创建不同的结果。我猜这是内存泄漏吗？但是为什么会导致内存泄漏呢？
解决方法
您的第一个示例中发生了什么？
您有一个类型为int的变量，并且执行了static_cast将int转换为std::bitset<32>。根据{{1}}（link）的规范：
static_cast
- 如果存在从
static_cast<new_type>(expression)到expression的隐式转换序列，或者如果从new_type直接初始化对象或类型为new_type的引用的重载解析将找到至少一个可行的函数，然后expression返回假想变量static_cast<new_type>(expression)，好像由Temp初始化，可能涉及隐式转换，对new_type Temp(expression);的构造函数的调用或调用用户定义的转化运算符。...
请考虑以下示例：
new_type运行该程序将打印#include <iostream>
class A {
public:
A(int x) { std::cout << "A " << x << std::endl; }
};
int main(void) {
int y = 13;
A a = static_cast<A>(y);
}
。这意味着在这种情况下，A 13等效于A a = static_cast<A>(y)。这是因为A a = A(y)的类型为y，并且int的构造函数使用A。
如果我们更改示例以使int的构造函数采用A，则程序将不再编译：
std::string编译器会抱怨无法将#include <iostream>
#include <string>
class A {
public:
A(std::string x) { std::cout << "A " << x << std::endl; }
};
int main(void) {
int y = 13;
A a = static_cast<A>(y);
}
转换为int。
考虑第三个示例：
A此示例编译并打印：
#include <iostream>
class A {
public:
A(int x) { std::cout << "A " << x << std::endl; }
};
class B {
public:
B(A a) { std::cout << "B" << std::endl; }
};
int main(void) {
int y = 13;
B b = static_cast<B>(y);
}
因此，这就是规范所称的“隐式转换序列”。尽管A 13
B
的构造函数没有B，但是int的构造函数却没有B，而A的构造函数却没有需要A。因此int将解析为static_cast<B>(y)。如果我们将B(A(x))关键字添加到explicit的构造函数中，则该示例将不再编译：
A这是因为构造函数上的 explicit A(int x) { std::cout << "A " << x << std::endl; }
关键字禁止在隐式转换序列中使用该构造函数。
这些示例使我们能够了解调用explicit时发生的情况。 static_cast<std::bitset<32>>(x)类的构造函数采用std::bitset<N>（reference）。构造函数没有用unsigned long关键字标记，因此它可以参与隐式转换序列。 explicit可以隐式转换为int。因此，unsigned long解析为static_cast<std::bitset<32>>(x)，因此它创建了一个std::bitset<32>((unsigned long)x))的新实例，并将值std::bitset<32>传递给了构造函数。
这就是第一个示例起作用的原因。
您的第二个示例中发生了什么？
您有一个类型为x的变量。您创建一个指向该变量（int）的指针，然后将该指针转换为&x指针。然后，您将void的{{1}}指针指向static_cast指针。根据{{1}}（link）的规范：
- 指向
void的指针类型（可能是经过cv限定）的prvalue可以转换为指向任何对象类型的指针。
因此，与第一个示例不同，第二个示例将不会创建std::bitset<32>的新实例。相反，static_cast指向void的内存地址，但是将此内存解释为std::bitmap<32>。但是，存在一个问题：xBitmap的内存大小可能不等于x的内存大小。这是特定于实现的，因此对于std::bitmap<32>，C ++标准库的不同实现可能具有不同的大小。
在我的系统上，使用GCC随附的C ++标准库，以下代码将打印std::bitmap<32>：
int这意味着std::bitmap<32>占用8个字节的内存。虽然32位当然只能用4个字节表示，但看来在我的系统上8总是会分配8个字节的倍数（即无符号长）。因此，例如std::cout << sizeof(std::bitset<32>) << std::endl;
也是std::bitset<32>，std::bitset也是如此，但是sizeof(std::bitset<1>)是16，8也是如此，sizeof(std::bitset<64>)是24，依此类推。
（在我的系统上）sizeof(std::bitset<65>)仅占用四个字节。因此，当我们使用sizeof(std::bitset<128>)的内存但将其解释为sizeof(std::bitset<129>)时，我们将从大小仅为4个字节的内存分配中读取8个字节（int的大小） 。因此，我们将在int的存储器之后再读取四个字节。该内存中可能有任何东西，因此读取会导致未定义的行为。这就是为什么在调用std::bitmap<32>时获得随机值的原因。它将计算std::bitmap<32>中的位数，也将计算其后四个字节中的位数。
诸如GCC和Clang之类的现代编译器具有称为“地址清理”（ASan）的功能，可以帮助您调试此类内存问题。对于GCC，可以使用int标志启用它：
count()因此，在这种情况下，地址清理会检测到您的程序试图读取超出分配大小的数据。
因此，关于您的有关内存泄漏的问题，这不是内存泄漏，而是缓冲区溢出。当您分配内存然后忘记释放内存时，就会发生内存泄漏。