使用std::fill填充默认构造std::string触发段错误的原因咨询

核心问题本质 #

std::allocator::allocate(n)只负责分配能容纳n个TESTED_TYPE的原始未初始化内存，完全不会在这块内存上构造任何对象。

而std::fill的逻辑是遍历区间内的每个元素，执行*it = value的赋值操作——这就踩了非POD类型的雷：

• 对于int、char这类POD类型，赋值可以直接作用于原始内存（POD类型不需要构造就能合法赋值），所以运行正常。
• 对于std::string这类非POD类型，*it = val调用的是std::string::operator=，这个成员函数默认会先清理当前对象持有的资源（比如释放内部存储字符串的堆内存）。但此时*it指向的是原始内存，里面的内容是随机垃圾值，相当于调用一个完全未初始化对象的成员函数，直接触发未定义行为（表现为段错误）。

为什么传入非空std::string时看似不崩溃？ #

这只是未定义行为的偶然表现，代码依然是错误的。
不同std::string实现的内部结构有差异：比如有些实现中，空string的内部指针是nullptr，而原始内存里的垃圾值可能是一个非法地址，赋值时触发非法释放导致崩溃；而非空string的赋值操作可能先覆盖了内部指针，没来得及触发非法内存访问。但这完全是依赖运行环境的巧合，不存在“合法”的逻辑。

正确的处理方式 #

必须先在分配的内存上构造对象，再进行赋值，推荐两种方式：

方式1：用allocator的construct方法逐个构造 #

#define TESTED_TYPE std::string

size_t n = 5;
std::allocator<TESTED_TYPE> my_alloc;
TESTED_TYPE *data = my_alloc.allocate(n);
TESTED_TYPE val = TESTED_TYPE();

for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
    my_alloc.construct(data + i, val); // 先构造对象，再完成复制
}

方式2：用std::uninitialized_fill直接构造并填充 #

这个工具函数专门针对原始内存，会自动完成对象构造和填充：

#define TESTED_TYPE std::string

size_t n = 5;
std::allocator<TESTED_TYPE> my_alloc;
TESTED_TYPE *data = my_alloc.allocate(n);
TESTED_TYPE val = TESTED_TYPE();

std::uninitialized_fill(data, data + n, val);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bperraud