为什么C++中向结构体添加std::string后用malloc分配内存会崩溃？

该异常是因为你混用了C的内存分配函数malloc和包含非POD成员的C++结构体：

• std::string不属于普通旧数据类型，内部维护了动态分配的字符指针，必须通过构造函数完成初始化才能正常读写。你的Test结构体包含std::string成员，因此也属于需要构造函数初始化的非POD类型。
• malloc仅负责分配指定大小的堆内存，不会执行任何构造函数逻辑，你通过malloc申请到的Test数组内存是完全未初始化的，内部的std::string成员的指针指向调试模式下填充的无效标记值0xCDCDCDCD，偏移后就是你看到的0xCDCDCDD1。
• 执行a[0] = Test()赋值时，会调用std::string的拷贝赋值运算符，尝试访问未初始化的无效指针地址，因此触发读访问权限异常。
  之前结构体没有std::string时属于纯POD类型，不需要构造函数初始化，直接赋值不会访问非法内存，因此运行正常。

以下三种方案任选即可：

• 方案一：改用C++的new运算符分配数组，new会在分配内存后自动调用每个元素的构造函数

int main()
{
    Test* a = new Test[2];
    a[0] = Test();
    std::cout << "Hello World!\n";
    // 用完记得调用delete[]释放内存，避免泄漏
    delete[] a;
    return 0;
}

• 方案二：如果必须使用malloc分配内存，可以通过定位new手动调用构造函数初始化对象

#include <iostream>
#include <string>
#include <new> // 必须包含该头文件使用定位new

struct Test {
    Test() {}
    std::string name;
};

int main()
{
    Test* a;
    a = (Test*)malloc(2 * sizeof(Test));
    // 手动调用每个元素的构造函数完成初始化
    new (&a[0]) Test();
    new (&a[1]) Test();
    
    a[0] = Test();
    std::cout << "Hello World!\n";
    
    // 用完需要先手动调用析构函数，再释放内存
    a[0].~Test();
    a[1].~Test();
    free(a);
    return 0;
}

• 方案三：使用std::vector管理动态数组，自动处理内存分配、构造和析构逻辑，更安全不易出错

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

struct Test {
    Test() {}
    std::string name;
};

int main()
{
    std::vector<Test> a(2);
    a[0] = Test();
    std::cout << "Hello World!\n";
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jack Ransome