opencv中的安全指针和指针对齐

1. 安全指针

从opencv2.0开始，很多C数据结构变成了C++的类，考虑到兼容性，保留旧的API。在内存管理方面，提供安全指针类Ptr，让在此以前旧的需要手动管理内存的数据结构(IplImage, CvMat等)无需手动Release，用法为：

Ptr<IplImage> img = cvReadImage("Lena.jpg");

Ptr是一个模板类，在opencv中定义如下：

template<typename _Tp> class Ptr
{
public:    
    Ptr();    
    Ptr(_Tp* _obj); 
    ~Ptr();    
    Ptr(const Ptr& ptr);    
    Ptr& operator = (const Ptr& ptr);  
    void addref();
    void release();
    void delete_obj();
    bool empty() const;  
    _Tp* operator -> ();
    const _Tp* operator -> () const;   
    operator _Tp* ();  
    operator const _Tp*() const;
protected:    
    _Tp* obj;   
    int* refcount;
};

上述源码定义在原有的指针类加了个指针引用数(refcount)，对一些操作符进行了重载(operator ->;())。值得注意的是，Ptr template 对指针指向的对象有一个要求，就是可以用 delete 操作土符来释放内存。你可能就想到 IplImage 就不满足这个要求了，这怎么办？可以使用模板特化（template specialization）重载 Ptr<Iplimage>::delete_obj() 函数：

template<> inline void Ptr<IplImage>::delete_obj()
{ cvReleaseImage(&obj); }

2. 指针对齐(http://bytes.com/topic/c/answers/213142-what-pointer-alignment)

为什么要指针对齐? 这是因为在某些架构上，只有能被指定数(如4,16)整除的内存地址才能够被访问，否则程序会crash，或者出现错误的结果，或者数据的访问变慢。举个例子来说，很多系统都要求interger的地址从偶数开始。opencv2.0以上版本很多指针都是被对齐过的，使指针地址能够被16整除。opencv中的内存一般是通过malloc分配，不能保证都是都能被16整除，此时需要截断，但是剩下的内存要如何维护? CV2.0的这样维护的：在 malloc 是多申请一个指针的空间，这个指针指向 malloc 得到的真实内存地址，只在 free 时使用它。相关函数:

typedef unsigned char uchar;
#define CV_MALLOC_ALIGN 16
template<typename _Tp> static inline _Tp* alignPtr(_Tp* ptr, int n=(int)sizeof(_Tp))
{   
    return (_Tp*)(((size_t)ptr + n-1) & -n);
}
__declspec(dllexport) void* fastMalloc( size_t size )
{   
    uchar* udata = (uchar*)malloc(size + sizeof(void*) + CV_MALLOC_ALIGN);           //HERE 多申请一个 void* 的空间用于存储 udata
    uchar** adata = alignPtr((uchar**)udata + 1, CV_MALLOC_ALIGN);   
    adata[-1] = udata; //<- 存储 udata
    return adata;
}
__declspec(dllexport) void fastFree(void* ptr)
{    
    if(ptr)
    {   
        uchar* udata = ((uchar**)ptr)[-1];    
        assert(udata < (uchar*)ptr && ((uchar*)ptr - udata) <= (ptrdiff_t)(sizeof(void*)+CV_MALLOC_ALIGN)); 
        free(udata);  
    }
}