std::aligned_storage 是编译期生成的未初始化对齐缓冲区,专为 placement new 提供合规内存,不管理生命周期,C++23 已弃用,应改用 std::aligned_storage_t 或 alignas(std::byte)。

std::aligned_storage 本质是编译期对齐占位符
std::aligned_storage 不分配内存,也不管理对象生命周期,它只在编译期生成一个 足够大且满足指定对齐要求的未初始化字节缓冲区。它的底层用途非常具体:为 placement new 提供合规的原始内存地址 —— 即确保该地址能安全承载指定类型(如 std::string、std::vector)的对象实例。
常见错误现象:直接用 char buf[sizeof(T)] 做 placement new 目标,但 buf 的地址可能不满足 T 所需的对齐(例如 alignof(__m256) = 32),导致未定义行为(SIGBUS 或静默数据损坏)。
- 它不等价于
std::aligned_alloc(后者是运行时堆上对齐分配) - 它不自动调用构造/析构;你必须显式用
new (ptr) T{...}和ptr->~T() - C++23 起已弃用,推荐改用
std::aligned_storage_t别名或更现代的std::byte[N]+std::assume_aligned
典型使用场景:实现简易 variant 或对象池
当你需要在固定大小缓冲区中“复用内存”存放不同类型的对象(比如 int、std::string、MyHeavyStruct),又不想依赖堆分配时,std::aligned_storage 是构建这种 union-like 存储的基础。
关键点在于:必须按所有可能类型的 最大对齐 和 最大尺寸 来配置 std::aligned_storage:
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struct MyVariant {
// 支持 int(align=4)、std::string(align=8)、MyVec(align=32)
using storage_t = std::aligned_storage_t;
alignas(alignof(std::string)) char data[sizeof(std::string)];
template
void emplace(T&& t) {
new (data) std::remove_reference_t(std::forward(t));
}
};
注意:alignas 修饰 data 是冗余的(std::aligned_storage_t 已保证),但显式写出可增强可读性;真正不可省的是对齐值必须 ≥ 所有候选类型的 alignof。
为什么不能只靠 sizeof + alignof 手算?
手动计算看似可行,但容易忽略 ABI 细节:
- 某些平台(如 ARM64)对
long double或向量类型要求严格对齐,而sizeof(T)可能掩盖 padding 分布 - 编译器可能因结构体内嵌或 ABI 要求,在
struct末尾插入额外 padding,使实际所需缓冲区 >sizeof(T) -
std::aligned_storage内部会做保守对齐扩展(例如:请求 16 字节对齐 + 20 字节大小,可能返回 32 字节缓冲并确保起始地址 %32 == 0)
所以即使你知道 T 的 sizeof 和 alignof,仍应优先用 std::aligned_storage_t —— 它封装了编译器对齐策略,比手写 alignas(N) char buf[M] 更可靠。
替代方案与迁移建议
C++17 起,std::aligned_storage 已被标记为 deprecated;C++23 正式移除。当前更推荐的做法是:
- 用
std::aligned_storage_t(它是std::aligned_storage的别名,更简洁)::type - 对简单 case,直接用
alignas(A) std::byte buf[N],再配合std::launder和std::assume_aligned - 若需动态对齐(如运行时才知道对齐值),必须用
std::aligned_alloc/_aligned_malloc等系统 API
真正容易被忽略的是:无论用哪种方式,只要做了 placement new,就必须严格配对调用析构函数 —— 编译器不会帮你做,漏掉就会导致资源泄漏(如 std::string 内部堆内存未释放)。










