C++ operaatorite kustutamise valiku mõistmine alamklassides koos g++-ga

Operaatori valik ja mäluhaldus C++ keeles

Kohandatud rakendused ja C++ operaatorid pakuvad tohutut mäluhaldusvabadust. Need operaatorid annavad arendajatele kontrolli oma klasside mälu eraldamise ja eraldamise üle. Alamklasside määramine võib tekitada segadust, eriti kui valite kustutada operaator objekti hävitamiseks.

Operaatori C++ ülekoormuse korral valitakse õige operaator näib olevat lihtne, kuna tegelik klass on jaotamisel teada. Sobiva kustutamisoperaatori valimine võib aga olla peenem, eriti kui põhiklassi osuti lingib tuletatud klassi eksemplarile.

Kui baasklassi osuti kustutab tuletatud klassiobjekti, kasutab C++ operaator põhi- või tuletatud klassist? Sellel otsusel on oluline mõju mälu haldamisele ja vabastamisele, eriti unikaalsete mäluhaldusalgoritmidega klassides.

Selles artiklis uurime, kuidas g++ käsitleb kustutamisoperaatori valikut, kui alamklassid selle alistavad. Kasutame näidet, et näidata, kuidas C++ käitusaeg otsustab, milline vorm on kasutatakse ja kuidas see mäluhaldust praktikas mõjutab.

Käsk	Kasutusnäide
operator delete	See on kustutamisoperaatori kohandatud rakendus. C++-s saate alistada oma klassi jaoks kohandatud mälu eraldamise käitumise loomiseks. Nagu skriptist näha, vabastatakse mälu selgesõnaliselt std::free(ptr) abil.
operator new	Sarnaselt , see kohandatud rakendamine võimaldab seadistada kohandatud mälujaotuse käitumist. Seda kasutati mälu eraldamiseks std::malloc(size) abil ja kohandatud sõnumi saatmiseks, mis täpsustas, milline klass mälu eraldas.
virtual destructor	Kui kasutate objekti kustutamiseks põhiklassi kursorit, siis helistab vastav hävitaja. Näites kasutavad nii X kui ka ArenaAllocatedX mälu eraldamise nõuetekohaseks haldamiseks virtuaalseid hävitajaid.
gtest	The raamistikku (GoogleTest) kasutatakse ühikutestide loomiseks. Sel juhul kontrollib see, kas see on õige kasutatakse operaatorit. Oluline on tagada, et mälu eraldamise ja eraldamise toiminguid testitaks laialdaselt erinevates stsenaariumides.
ASSERT_EQ	See makro alates teek kontrollib, kas kaks väärtust on võrdsed, mida testimiskoodis tavaliselt kasutatakse. Kuigi antud juhul on see lihtsustatud, saab seda kasutada mäluolekute või kustutamisprotsesside võrdlemiseks keerulisemates testides.
vptr	Vptr on peidetud osuti, mis lisatakse virtuaalsete funktsioonidega klassidele. See osutab virtuaalsele tabelile (VTable), mis sisaldab virtuaalsete funktsioonide aadresse. Arusaamine selgitab, miks objekti dünaamilise tüübi põhjal kutsutakse sobiv kustutamisoperaator.
VTable	A (Virtual Table) on struktuur, mis säilitab virtuaalsete meetoditega iga klassi jaoks viiteid virtuaalsetele funktsioonidele. See on meie skripti tuletatud klasside jaoks sobiva kustutamisoperaatori määramisel ülioluline.
malloc	The funktsioon eraldab dünaamiliselt mälu. Kohandatud kasutati uue asemel, et rõhutada otsest mäluhaldust ja pakkuda suuremat paindlikkust erinevate jaotusalgoritmide testimisel.

Mäluhaldus ja operaatorite kustutamise valik C++-s

Varem pakutud skriptid keskenduvad sellele, kuidas C++ määrab sobiva operaator alamklassi objektidega töötamisel. C++ võimaldab üle koormata ja kustutada operaatorid, et hallata kohandatud mälu eraldamise ja eraldamise algoritme. See on asjakohane juhtudel, kui alamklassidel võivad olla põhiklassidest erinevad mäluhaldusnõuded. Näidisskriptid näitavad seda baasklassi loomisega ja alamklass AreenAllocatedX, nii kohandatud rakendustega uus ja kustutada operaatorid.

Esimeses skriptis ja operaatorid on mälu eraldamise ja vabastamise ajal määratud sõnumite esitamiseks ülekoormatud. Põhiklass on üks teostus, kuid alamklass AreenAllocatedX alistab selle. Peamine on see, kuidas C++ otsustab, millise versiooni kustutada operaatorit kasutada, kui objekt on hävinud. Mõlema jaoks kutsutakse õige operaator X ja AreenAllocatedX, kuna selle määrab objekti dünaamiline tüüp, mitte kursori tüüp (mis on ).

Teine skript tutvustab mõistet ja . Need on olulised, et mõista, kuidas C++ virtuaalseid funktsioone, sealhulgas hävitajaid, väljastab. Kuigi kustutamistehter VTable ei sisaldu, mängib virtuaalne hävitaja üliolulist rolli selle tagamisel, et objekti dünaamilise tüübi alusel käivitatakse õige kustutamisoperaator. Destruktor garanteerib, et kui a kursor osutab a AreenAllocatedX objekt, alamklassi oma operatsiooni nimetatakse.

Lõpuks lisab viimane skript GoogleTesti raamistiku abil ühikutestid. Ühiku testimine on kriitilise tähtsusega, et tagada sobivate mäluhaldusfunktsioonide rakendamine erinevates kontekstides. Meie kasutame tagamaks, et nii põhi- kui ka alamklass eraldavad ja kustutavad mälu õigesti, kasutades vastavaid operaatoreid. See aitab tagada, et ei tekiks mälulekkeid ega sobimatuid lahtieraldisi, mis on ülioluline rakendustes, mis sõltuvad oluliselt dünaamilisele mäluhaldusele, eriti suurt kiirust nõudva tarkvara puhul.

Üldiselt näitavad need skriptid, kuidas C++ käsitleb operaatorite ülekoormust, rõhutades samal ajal ka virtuaalsete hävitajate ja dünaamilise tüübi määramise vajadust mälu haldamisel pärimishierarhiates. VTable'i mehaanika ja rolli mõistmine selgitab, miks see sobib operaator valitakse käitusajal, tagades õige mälukäsitluse nii põhi- kui ka keerukas klassihierarhias.

#include <iostream>
#include <cstdlib>
struct X {
    void* operator new(std::size_t size) {
        std::cout << "new X\n";
        return std::malloc(size);
    }
    void operator delete(void* ptr) {
        std::cout << "delete X\n";
        std::free(ptr);
    }
    virtual ~X() = default;
};
struct ArenaAllocatedX : public X {
    void* operator new(std::size_t size) {
        std::cout << "new ArenaAllocatedX\n";
        return std::malloc(size);
    }
    void operator delete(void* ptr) {
        std::cout << "delete ArenaAllocatedX\n";
        std::free(ptr);
    }
};
int main() {
    X* x1 = new X();
    delete x1;
    X* x2 = new ArenaAllocatedX();
    delete x2;
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <cstdlib>
struct X {
    virtual ~X() { std::cout << "X destructor\n"; }
    static void operator delete(void* ptr) {
        std::cout << "delete X\n";
        std::free(ptr);
    }
};
struct ArenaAllocatedX : public X {
    virtual ~ArenaAllocatedX() { std::cout << "ArenaAllocatedX destructor\n"; }
    static void operator delete(void* ptr) {
        std::cout << "delete ArenaAllocatedX\n";
        std::free(ptr);
    }
};
int main() {
    X* x1 = new X();
    delete x1;
    X* x2 = new ArenaAllocatedX();
    delete x2;
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <gtest/gtest.h>
struct X {
    void* operator new(std::size_t size) {
        return std::malloc(size);
    }
    void operator delete(void* ptr) {
        std::free(ptr);
    }
    virtual ~X() = default;
};
struct ArenaAllocatedX : public X {
    void* operator new(std::size_t size) {
        return std::malloc(size);
    }
    void operator delete(void* ptr) {
        std::free(ptr);
    }
    virtual ~ArenaAllocatedX() = default;
};
TEST(MemoryTest, DeleteX) {
    X* x = new X();
    delete x;
    ASSERT_EQ(1, 1); // Simplified check
}
TEST(MemoryTest, DeleteArenaAllocatedX) {
    X* x = new ArenaAllocatedX();
    delete x;
    ASSERT_EQ(1, 1); // Simplified check
}
int main(int argc, char argv) {
    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
    return RUN_ALL_TESTS();
}

Mäluhalduse mõistmine väljaspool põhitõdesid

C++ puhul hõlmab mäluhaldus selle kindlaksmääramist, milline operaator, mida kasutada objekti kustutamisel, eriti alamklasside stsenaariumide korral. Sellistel juhtudel kasutab C++ dünaamilise tippimise kontseptsiooni, et määrata objekti tegelik tüüp käitusajal. See on vajalik, sest kui baasklassi viide osutab tuletatud klassi objektile, tuleb kutsuda tuletatud klassi destruktori ja kustutamise operaator.

Antud näites baasklass ja alamklass luua oma versioonid ja kustutada operaatorid. Kui objekt eemaldatakse, kontrollib C++ selle tüüpi kasutades (virtuaalosuti) tehnika. Destruktor on virtuaalne, tagades, et kustutamisjada algab alamklassiga ja kutsub esile õige kustutamistoimingu objekti dünaamilise tüübi jaoks. See meetod on kriitilise tähtsusega mälulekke vältimiseks ja alamklassi eraldatud ressursside nõuetekohase vabastamise tagamiseks.

Selle käitumise teine ​​oluline aspekt on see, et C++ ei salvesta otse ja operaatorid . Selle asemel kasutab käitusaeg hävitajat, et kontrollida, kas kutsutakse välja sobiv kustutamisoperaator. Ilma selle meetodita põhjustaks objekti hävitamine baasklassi osuti abil mittetäieliku mälu vabastamise, jättes ressursid haldamata. See rõhutab virtuaalsete hävitajate tähtsust C++ pärimishierarhias, eriti kui kasutatakse kohandatud mälujaotust.

Sobiva valimine operaator C++-s nõuab arusaamist, kuidas virtuaalsed hävitajad ja dünaamilised tüübid omavahel suhtlevad. Kui alamklass alistab mäluhaldusfunktsioonid, garanteerib kompilaator, et objekti hävitamiseks kasutatakse sobivat operaatorit.

See meetod kaitseb mälulekke eest ja tagab, et alamklassipõhised ressursid puhastatakse õigesti. Näidete ja VTable-i uurimise kaudu valgustab kursus seda C++ pärimise kriitilist komponenti ja seda, kuidas keel käsitleb mälu eraldamist.