Izpratne par C++ operatora dzēšanas atlasi apakšklasēs ar g++

Operatora izvēle un atmiņas pārvaldība programmā C++

Pielāgotas ieviešanas un operatori C++ nodrošina milzīgu atmiņas pārvaldības brīvību. Šie operatori sniedz izstrādātājiem kontroli pār atmiņas piešķiršanu un atdalīšanu savās klasēs. Apakšklase var radīt neskaidrības, īpaši izvēloties dzēst operators objekta iznīcināšanai.

Operatora pārslodzes gadījumā C++ valodā ir jāizvēlas pareizā operators šķiet vienkāršs, jo faktiskā klase ir zināma piešķiršanas laikā. Tomēr atbilstošā dzēšanas operatora izvēle var būt smalkāka, it īpaši, ja bāzes klases rādītājs ir saistīts ar atvasinātas klases gadījumu.

Kad bāzes klases rādītājs izdzēš atvasinātu klases objektu, vai C++ izmanto operators no bāzes vai atvasinātās klases? Šim lēmumam ir būtiska ietekme uz to, kā atmiņa tiek pārvaldīta un atbrīvota, jo īpaši klasēs ar unikāliem atmiņas pārvaldības algoritmiem.

Šajā rakstā mēs pētām, kā g++ apstrādā dzēšanas operatora atlasi, kad apakšklases to ignorē. Mēs izmantosim piemēru, lai parādītu, kā C++ izpildlaiks izlemj, kura forma tiek izmantots un kā tas praksē ietekmē atmiņas pārvaldību.

Komanda	Lietošanas piemērs
operator delete	Šī ir pielāgota dzēšanas operatora ieviešana. Programmā C++ varat ignorēt lai jūsu klasei izveidotu pielāgotu atmiņas atdalīšanas darbību. Kā redzams skriptā, atmiņa tiek skaidri atbrīvota, izmantojot std::free(ptr).
operator new	Līdzīgi kā , šī pielāgotā ieviešana ļauj iestatīt pielāgotu atmiņas piešķiršanas darbību. To izmantoja, lai piešķirtu atmiņu, izmantojot std::malloc(size) un nosūtītu pielāgotu ziņojumu, norādot, kura klase ir atvēlējusi atmiņu.
virtual destructor	Izmantojot bāzes klases rādītāju objekta dzēšanai, aicina atbilstošo iznīcinātāju. Piemērā gan X, gan ArenaAllocatedX izmanto virtuālos iznīcinātājus, lai pareizi pārvaldītu atmiņas atdalīšanu.
gtest	The ietvars (GoogleTest) tiek izmantots, lai izveidotu vienību testus. Šajā gadījumā tā pārbauda, ​​vai tā ir pareiza tiek izmantots operators. Ir ļoti svarīgi nodrošināt, lai atmiņas piešķiršanas un atdalīšanas darbības tiktu plaši pārbaudītas dažādos scenārijos.
ASSERT_EQ	Šis makro no bibliotēka pārbauda, ​​vai divas vērtības ir vienādas, ko parasti izmanto testēšanas kodā. Lai gan šajā gadījumā tas ir vienkāršots, to var izmantot, lai salīdzinātu atmiņas stāvokļus vai dzēšanas procesus sarežģītākā testēšanā.
vptr	Vptr ir slēpts rādītājs, kas pievienots klasēm ar virtuālajām funkcijām. Tas norāda uz virtuālo tabulu (VTable), kurā ir virtuālo funkciju adreses. Sapratne izskaidro, kāpēc tiek izsaukts atbilstošais dzēšanas operators, pamatojoties uz objekta dinamisko tipu.
VTable	A (Virtual Table) ir struktūra, kas ar virtuālajām metodēm uztur atsauces uz virtuālajām funkcijām katrai klasei. Tas ir ļoti svarīgi, lai mūsu skriptā noteiktu atbilstošo dzēšanas operatoru atvasinātajām klasēm.
malloc	The funkcija dinamiski piešķir atmiņu. Pielāgots tika izmantots jaunā vietā, lai uzsvērtu tiešo atmiņas pārvaldību un nodrošinātu lielāku elastību, pārbaudot dažādus piešķiršanas algoritmus.

Atmiņas pārvaldība un dzēšanas operatora izvēle programmā C++

Iepriekš piedāvātie skripti koncentrējas uz to, kā C++ nosaka atbilstošo operators, strādājot ar apakšklases objektiem. C++ ļauj pārslogot un dzēst operatoriem, lai apstrādātu pielāgotus atmiņas piešķiršanas un atdalīšanas algoritmus. Tas attiecas uz gadījumiem, kad apakšklasēm var būt atšķirīgas atmiņas pārvaldības prasības nekā to bāzes klasēm. Skriptu piemēri to parāda, izveidojot bāzes klasi un apakšklase ArēnaPiešķirtsX, gan ar pielāgotu ieviešanu jauns un dzēst operatoriem.

Pirmajā skriptā un operatori ir pārslogoti, lai radītu noteiktus ziņojumus atmiņas piešķiršanas un atbrīvošanas laikā. Bāzes klase ir viena ieviešana, bet apakšklase ArēnaPiešķirtsX ignorē to. Galvenais ir tas, kā C++ izlemj, kura versija dzēst operatoru, ko izmantot, kad objekts tiek iznīcināts. Abiem tiek izsaukts pareizais operators X un ArēnaPiešķirtsX, jo to nosaka objekta dinamiskais tips, nevis rādītāja veids (kas ir ).

Otrais skripts ievieš jēdzienu un . Tie ir ļoti svarīgi, lai saprastu, kā C++ nosūta virtuālās funkcijas, tostarp iznīcinātājus. Lai gan dzēšanas operators nav ietverts V tabulā, virtuālajam iznīcinātājam ir izšķiroša nozīme, lai nodrošinātu, ka tiek izsaukts pareizais dzēšanas operators, pamatojoties uz objekta dinamisko tipu. Iznīcinātājs garantē, ka tad, kad a rādītājs norāda uz a ArēnaPiešķirtsX objekts, apakšklase tiek izsaukta operācija.

Visbeidzot, pēdējais skripts pievieno vienību pārbaudes, izmantojot GoogleTest sistēmu. Vienību pārbaude ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu, ka atbilstošās atmiņas pārvaldības funkcijas tiek izpildītas dažādos kontekstos. Mēs izmantojam lai nodrošinātu, ka gan bāzes, gan apakšklase pareizi piešķir un dzēš atmiņu, izmantojot attiecīgos operatorus. Tas palīdz nodrošināt, ka nenotiek atmiņas noplūde vai neatbilstoša izvietošana, kas ir ļoti svarīgi lietojumprogrammās, kas lielā mērā ir atkarīgas no dinamiskas atmiņas pārvaldības, jo īpaši programmatūrā, kurai nepieciešams liels ātrums.

Kopumā šie skripti parāda, kā C++ apstrādā operatora pārslodzi, vienlaikus uzsverot virtuālo iznīcinātāju un dinamiskā tipa noteikšanas nepieciešamību, pārvaldot atmiņu mantojuma hierarhijās. Izpratne par VTable mehāniku un lomu paskaidro, kāpēc tas ir piemērots operators tiek izvēlēts izpildes laikā, nodrošinot pareizu atmiņas apstrādi gan pamata, gan sarežģītās klašu hierarhijās.

#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();
}

Izpratne par atmiņas pārvaldību ārpus pamatiem

Programmā C++ atmiņas pārvaldība ietver noteikšanu, kura operatoru, ko izmantot, kad objekts tiek dzēsts, jo īpaši apakšklases scenārijos. Šādos gadījumos C++ izmanto dinamiskās rakstīšanas jēdzienu, lai noteiktu faktisko objekta veidu izpildes laikā. Tas ir nepieciešams, jo, ja bāzes klases atsauce norāda uz atvasinātās klases objektu, ir jāizsauc atvasinātās klases destruktors un dzēšanas operators.

Dotajā piemērā bāzes klase un apakšklase izveidot savas versijas un dzēst operatoriem. Kad objekts tiek noņemts, C++ pārbauda tā veidu, izmantojot (virtuālā rādītāja) tehnika. Destruktors ir virtuāls, kas garantē, ka dzēšanas secība sākas ar apakšklasi un izsauc pareizo dzēšanas darbību objekta dinamiskajam tipam. Šī metode ir ļoti svarīga, lai novērstu atmiņas noplūdes un nodrošinātu, ka apakšklasē piešķirtie resursi tiek atbilstoši atbrīvoti.

Vēl viens nozīmīgs šīs uzvedības aspekts ir tas, ka C++ tieši neuzglabā un operatori . Tā vietā izpildlaiks izmanto destruktoru, lai pārbaudītu, vai ir izsaukts atbilstošais dzēšanas operators. Bez šīs metodes objekta iznīcināšana, izmantojot bāzes klases rādītāju, izraisītu nepilnīgu atmiņas atdalīšanu, atstājot resursus nepārvaldītus. Tas uzsver virtuālo iznīcinātāju nozīmi C++ mantojuma hierarhijās, īpaši, ja tiek izmantota pielāgota atmiņas piešķiršana.

Izvēloties atbilstošo operatoram C++ ir jāsaprot, kā mijiedarbojas virtuālie iznīcinātāji un dinamiskie tipi. Ja apakšklase ignorē atmiņas pārvaldības funkcijas, kompilators garantē, ka objekta iznīcināšanai tiek izmantots atbilstošais operators.

Šī metode aizsargā pret atmiņas noplūdēm un garantē, ka apakšklasei specifiskie resursi tiek pareizi notīrīti. Izmantojot piemērus un VTable izpēti, kurss izgaismo šo kritisko C++ mantojuma komponentu un to, kā valoda apstrādā atmiņas atdalīšanu.