C++ मध्ये ऑपरेटर निवड आणि मेमरी व्यवस्थापन
च्या सानुकूल अंमलबजावणी नवीन आणि हटवा C++ मधील ऑपरेटर प्रचंड मेमरी व्यवस्थापन स्वातंत्र्य प्रदान करतात. हे ऑपरेटर डेव्हलपरना त्यांच्या वर्गातील मेमरीचे वाटप आणि डिलोकेशन यावर नियंत्रण देतात. उपवर्गीकरणामुळे गोंधळ होऊ शकतो, विशेषत: उपवर्ग निवडताना हटवा ऑब्जेक्ट नष्ट करण्यासाठी ऑपरेटर.
C++ मध्ये ऑपरेटर ओव्हरलोडिंगच्या बाबतीत, योग्य निवड नवीन ऑपरेटर सरळ दिसतो कारण वाटप करताना वास्तविक वर्ग ओळखला जातो. तथापि, योग्य डिलीट ऑपरेटर निवडणे अधिक सूक्ष्म असू शकते, विशेषत: जेव्हा बेस क्लास पॉइंटर व्युत्पन्न वर्गाच्या उदाहरणाशी दुवा साधतो.
जेव्हा बेस क्लास पॉइंटर व्युत्पन्न क्लास ऑब्जेक्ट हटवतो तेव्हा C++ वापरतो हटवा बेस किंवा व्युत्पन्न वर्गातून ऑपरेटर? या निर्णयाचा मेमरी कशी व्यवस्थापित आणि मुक्त केली जाते यावर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो, विशेषत: अद्वितीय मेमरी व्यवस्थापन अल्गोरिदम असलेल्या वर्गांमध्ये.
या लेखात, आम्ही उपवर्ग ओव्हरराइड केल्यावर g++ डिलीशन ऑपरेटर निवड कशी हाताळते याचा अभ्यास करतो. C++ रनटाइम कोणत्या स्वरूपाचा निर्णय घेतो हे दाखवण्यासाठी आम्ही एक उदाहरण वापरू हटवा वापरले जाते, आणि याचा व्यवहारात मेमरी व्यवस्थापनावर कसा परिणाम होतो.
| आज्ञा | वापराचे उदाहरण |
|---|---|
| operator delete | डिलीट ऑपरेटरची ही सानुकूलित अंमलबजावणी आहे. C++ मध्ये, तुम्ही ओव्हरराइड करू शकता ऑपरेटर हटवा तुमच्या वर्गासाठी सानुकूल मेमरी डिलोकेशन वर्तन तयार करण्यासाठी. स्क्रिप्टमध्ये पाहिल्याप्रमाणे, std::free(ptr) वापरून मेमरी स्पष्टपणे मुक्त केली जाते. |
| operator new | त्याचप्रमाणे ऑपरेटर हटवा, या सानुकूल अंमलबजावणी ऑपरेटर नवीन तुम्हाला सानुकूलित मेमरी वाटप वर्तन सेट करण्यास अनुमती देते. याचा वापर std::malloc(size) वापरून मेमरी वाटप करण्यासाठी आणि कोणत्या वर्गाने मेमरी वाटप केली हे निर्दिष्ट करणारा सानुकूल संदेश पाठवण्यासाठी केला गेला. |
| virtual destructor | ऑब्जेक्ट हटवण्यासाठी बेस क्लास पॉइंटर वापरताना, द आभासी विनाशक योग्य डिस्ट्रक्टरला कॉल करते. उदाहरणामध्ये, X आणि ArenaAllocatedX दोन्ही मेमरी डीलोकेशन योग्यरित्या व्यवस्थापित करण्यासाठी व्हर्च्युअल डिस्ट्रक्टर वापरतात. |
| gtest | द gtest फ्रेमवर्क (GoogleTest) चा वापर युनिट चाचण्या तयार करण्यासाठी केला जातो. या प्रकरणात, ते योग्य आहे का ते तपासते हटवा ऑपरेटर वापरला जातो. विविध परिस्थितींमध्ये मेमरी वाटप आणि डिलोकेशन क्रियांची विस्तृतपणे चाचणी केली जाते याची खात्री करणे महत्वाचे आहे. |
| ASSERT_EQ | पासून हे मॅक्रो gtest लायब्ररी दोन मूल्ये समान आहेत का ते तपासते, जे सामान्यतः चाचणी कोडमध्ये वापरले जाते. जरी या प्रकरणात सरलीकृत केले असले तरी, ते अधिक क्लिष्ट चाचणीमध्ये मेमरी स्थिती किंवा हटविण्याच्या प्रक्रियेची तुलना करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. |
| vptr | vptr हा छुपा पॉइंटर आहे जो वर्च्युअल फंक्शन्ससह वर्गांमध्ये जोडला जातो. हे व्हर्च्युअल टेबल (VTable) कडे निर्देश करते, ज्यामध्ये व्हर्च्युअल फंक्शन्सचे पत्ते असतात. समजून घेणे vptr ऑब्जेक्टच्या डायनॅमिक प्रकारावर आधारित योग्य डिलीट ऑपरेटर का कॉल केला जातो हे स्पष्ट करते. |
| VTable | ए VTable (आभासी सारणी) ही अशी रचना आहे जी आभासी पद्धतींसह प्रत्येक वर्गासाठी आभासी कार्यांचे संदर्भ राखते. आमच्या स्क्रिप्टमधील व्युत्पन्न वर्गांसाठी योग्य डिलीट ऑपरेटर निश्चित करण्यासाठी हे महत्त्वपूर्ण आहे. |
| malloc | द malloc फंक्शन डायनॅमिकली मेमरी वाटप करते. सानुकूल ऑपरेटर नवीन थेट मेमरी व्यवस्थापनावर जोर देण्यासाठी आणि वेगळ्या वाटप अल्गोरिदमची चाचणी करताना अधिक लवचिकता प्रदान करण्यासाठी नवीन ऐवजी वापरले गेले. |
C++ मध्ये मेमरी व्यवस्थापन आणि ऑपरेटर निवड हटवा
पूर्वी ऑफर केलेल्या स्क्रिप्ट C++ योग्य कसे ठरवतात यावर लक्ष केंद्रित करतात हटवा सबक्लास ऑब्जेक्ट्ससह कार्य करताना ऑपरेटर. C++ ओव्हरलोड करण्यास अनुमती देते नवीन आणि हटवा कस्टम मेमरी वाटप आणि डीललोकेशन अल्गोरिदम हाताळण्यासाठी ऑपरेटर. हे अशा घटनांमध्ये संबंधित आहे जेथे उपवर्गांना त्यांच्या बेस क्लासपेक्षा वेगळ्या मेमरी व्यवस्थापन आवश्यकता असू शकतात. उदाहरण स्क्रिप्ट हे बेस क्लास तयार करून दाखवतात एक्स आणि उपवर्ग ArenaAllocatedX, दोन्ही सानुकूल अंमलबजावणीसह नवीन आणि हटवा ऑपरेटर
पहिल्या स्क्रिप्टमध्ये, द नवीन आणि हटवा मेमरी वाटप आणि फ्रीिंग दरम्यान निर्दिष्ट संदेश तयार करण्यासाठी ऑपरेटर ओव्हरलोड केले जातात. बेस क्लास एक्स एकच अंमलबजावणी आहे, परंतु उपवर्ग ArenaAllocatedX ते अधिलिखित करते. मुख्य उपाय म्हणजे C++ ची कोणती आवृत्ती ठरवते हटवा ऑब्जेक्ट नष्ट झाल्यावर वापरण्यासाठी ऑपरेटर. दोन्हीसाठी योग्य ऑपरेटरला बोलावले जाते एक्स आणि ArenaAllocatedX, जसे ऑब्जेक्टचा डायनॅमिक प्रकार हे निर्धारित करतो, पॉइंटरचा प्रकार नाही (जे आहे X*).
दुसरी स्क्रिप्ट ची कल्पना सादर करते vptr आणि VTable. C++ व्हर्च्युअल फंक्शन्स डिस्ट्रक्टर्ससह कसे पाठवते हे समजून घेण्यासाठी हे महत्त्वाचे आहेत. जरी डिलीट ऑपरेटर VTable मध्ये समाविष्ट नसला तरी, व्हर्च्युअल डिस्ट्रक्टर ऑब्जेक्टच्या डायनॅमिक प्रकारावर आधारित योग्य डिलीट ऑपरेटरची विनंती केली आहे याची खात्री करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. विनाशक हमी देतो की जेव्हा ए X* पॉइंटर a कडे निर्देश करतो ArenaAllocatedX ऑब्जेक्ट, उपवर्ग हटवा ऑपरेशन म्हणतात.
शेवटी, अंतिम स्क्रिप्ट GoogleTest फ्रेमवर्क वापरून युनिट चाचण्या जोडते. योग्य मेमरी व्यवस्थापन कार्ये विविध संदर्भांमध्ये कार्यान्वित केली जातात याची खात्री करण्यासाठी युनिट चाचणी महत्त्वपूर्ण आहे. आम्ही वापरतो ASSERT_EQ बेस आणि सबक्लास दोन्ही त्यांच्या संबंधित ऑपरेटर्सचा वापर करून मेमरी योग्यरित्या वाटप आणि हटवतात याची खात्री करण्यासाठी. हे सुनिश्चित करण्यात मदत करते की कोणतीही मेमरी लीक किंवा अनुचित डीललोकेशन होत नाही, जे डायनॅमिक मेमरी व्यवस्थापनावर लक्षणीय अवलंबून असलेल्या ऍप्लिकेशन्समध्ये महत्वाचे आहे, विशेषत: उच्च गती आवश्यक असलेल्या सॉफ्टवेअरमध्ये.
एकंदरीत, या स्क्रिप्ट्स C++ ऑपरेटर ओव्हरलोडिंग कसे हाताळतात हे दर्शविते आणि वारसा पदानुक्रमांमध्ये मेमरी व्यवस्थापित करताना वर्च्युअल डिस्ट्रक्टर्स आणि डायनॅमिक प्रकार निर्धाराच्या आवश्यकतेवर देखील भर देतात. VTable चे यांत्रिकी आणि भूमिका समजून घेणे vptr योग्य का ते स्पष्ट करते हटवा रनटाइमच्या वेळी ऑपरेटरची निवड केली जाते, मूलभूत आणि जटिल वर्ग पदानुक्रम दोन्हीमध्ये योग्य मेमरी हाताळणी सुनिश्चित करते.
C++ मध्ये मेमरी व्यवस्थापन आणि ऑपरेटर निवड हटवा
जेव्हा उपवर्ग ओव्हरराइड करतात तेव्हा डिलीट ऑपरेटर कसा निवडला जातो हे तपासण्यासाठी ही स्क्रिप्ट शुद्ध C++ दृष्टीकोन घेते. आम्ही योग्य मेमरी व्यवस्थापन यंत्रणेसह वर्ग आणि उपवर्गातील पर्यायी ऑपरेटर ओव्हरलोड्सची चाचणी करतो.
#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;}
ऑपरेटर डिलीटसाठी C++ मध्ये VTable Exploration
ही स्क्रिप्ट वर्च्युअल टेबल्स व्युत्पन्न करते आणि डिलीट ऑपरेटर्स कसे निवडले जातात हे निर्धारित करण्यासाठी वर्च्युअल डिस्ट्रक्टर वापरते. VTable ची रचना पाहण्यासाठी g++ कंपाइलरचे ध्वज आणि विशिष्ट मेमरी हाताळणी साधने वापरली जातात.
१C++ मध्ये मेमरी हाताळणीसाठी युनिट चाचण्या
ही स्क्रिप्ट मेमरी वाटप आणि हटवण्याच्या दोन्ही परिस्थितींसाठी युनिट चाचण्या प्रदान करते, ऑपरेटर हटवण्याच्या पद्धती योग्यरित्या कॉल केल्या गेल्या आहेत याची हमी देण्यासाठी GoogleTest सारख्या C++ चाचणी फ्रेमवर्कवर अवलंबून असते.
#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();}
मूलभूत गोष्टींच्या पलीकडे मेमरी व्यवस्थापन समजून घेणे
C++ मध्ये, मेमरी व्यवस्थापनामध्ये कोणते हे ठरवणे समाविष्ट असते हटवा ऑब्जेक्ट डिलीट केल्यावर वापरण्यासाठी ऑपरेटर, विशेषत: सबक्लासिंग परिस्थितींमध्ये. अशा घटनांमध्ये, रनटाइमच्या वेळी ऑब्जेक्टचा वास्तविक प्रकार निर्धारित करण्यासाठी C++ डायनॅमिक टायपिंगची संकल्पना वापरते. हे आवश्यक आहे कारण जेव्हा बेस क्लासचा संदर्भ व्युत्पन्न वर्गाच्या ऑब्जेक्टकडे निर्देश करतो तेव्हा व्युत्पन्न वर्गाचा विनाशक आणि डिलीट ऑपरेटरला कॉल करणे आवश्यक आहे.
दिलेल्या उदाहरणात, बेस क्लास एक्स आणि उपवर्ग ArenaAllocatedX च्या स्वतःच्या आवृत्त्या तयार करा नवीन आणि हटवा ऑपरेटर जेव्हा एखादी वस्तू काढून टाकली जाते, तेव्हा C++ वापरून त्याचा प्रकार तपासतो vptr (व्हर्च्युअल पॉइंटर) तंत्र. डिस्ट्रक्टर व्हर्च्युअल आहे, याची हमी देतो की हटवण्याचा क्रम सबक्लासपासून सुरू होतो आणि ऑब्जेक्टच्या डायनॅमिक प्रकारासाठी योग्य डिलीट ऑपरेशन सुरू करतो. ही पद्धत मेमरी गळती रोखण्यासाठी आणि सबक्लासद्वारे वाटप केलेली संसाधने योग्यरित्या सोडली जातील याची खात्री करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे.
या वर्तनाचा आणखी एक महत्त्वाचा पैलू म्हणजे C++ थेट संचयित करत नाही नवीन आणि हटवा मध्ये ऑपरेटर VTable. त्याऐवजी, योग्य डिलीट ऑपरेटरला बोलावले आहे हे सत्यापित करण्यासाठी रनटाइम डिस्ट्रक्टरचा वापर करते. या पद्धतीशिवाय, बेस क्लास पॉईंटरद्वारे ऑब्जेक्ट नष्ट केल्याने अपूर्ण मेमरी डिलोकेशन होईल, संसाधने अव्यवस्थापित राहतील. हे C++ इनहेरिटन्स पदानुक्रमांमध्ये व्हर्च्युअल डिस्ट्रक्टर्सच्या महत्त्वावर भर देते, विशेषतः जेव्हा सानुकूल मेमरी वाटप वापरले जाते.
C++ मेमरी व्यवस्थापनाबद्दल वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
- चा उद्देश काय आहे virtual destructor C++ मध्ये?
- ए virtual destructor खात्री देते की जेव्हा एखादी वस्तू बेस क्लास पॉइंटरद्वारे काढली जाते, तेव्हा व्युत्पन्न वर्गासाठी डिस्ट्रक्टरला बोलावले जाते. हे योग्य संसाधन साफ करण्यास अनुमती देते.
- करते delete ऑपरेटर VTable मध्ये संग्रहित होईल?
- नाही, द delete ऑपरेटर VTable मध्ये ठेवलेला नाही. विध्वंसक आभासी आहे, याची खात्री करून योग्य आहे delete ऑब्जेक्टच्या डायनॅमिक प्रकारावर आधारित ऑपरेटर निवडला जातो.
- C++ हे कसे ठरवते delete ऑपरेटरला कॉल करायचा?
- C++ द्वारे डायनॅमिक टायपिंगचा वापर करते vptr (व्हर्च्युअल पॉइंटर) योग्य निवडण्यासाठी delete मिटवले जात असलेल्या ऑब्जेक्ट प्रकारावर आधारित ऑपरेटर.
- का आहे vptr सबक्लास हटवण्यामध्ये महत्वाचे आहे?
- द vptr VTable चा संदर्भ देते, ज्यामध्ये व्हर्च्युअल फंक्शन्ससाठी पत्ते असतात जसे की डिस्ट्रक्टर. हे सुनिश्चित करते की योग्य आवृत्ती delete जेव्हा सबक्लास ऑब्जेक्ट मिटविला जातो तेव्हा अंमलात आणला जातो.
- मी दोन्ही अधिलिखित करू शकतो operator new आणि operator delete C++ मध्ये?
- अधिलिखित operator new आणि operator delete कोणत्याही वर्गात तुम्हाला मेमरी कशी वाटप केली जाते आणि कशी मुक्त केली जाते हे बदलण्याची परवानगी देते, जसे की उदाहरणामध्ये स्पष्ट केले आहे १५ आणि ArenaAllocatedX.
निष्कर्ष:
योग्य निवडत आहे हटवा C++ मधील ऑपरेटरला व्हर्च्युअल डिस्ट्रक्टर्स आणि डायनॅमिक प्रकार कसे परस्परसंवाद करतात हे समजून घेणे आवश्यक आहे. जेव्हा सबक्लास मेमरी मॅनेजमेंट फंक्शन्स ओव्हरराइड करते, तेव्हा कंपाइलर हमी देतो की ऑब्जेक्ट डिस्ट्रक्शनसाठी योग्य ऑपरेटर वापरला जाईल.
ही पद्धत मेमरी लीकपासून संरक्षण करते आणि सबक्लास-विशिष्ट संसाधने योग्यरित्या साफ केली जाण्याची हमी देते. उदाहरणे आणि VTable एक्सप्लोरेशन द्वारे, कोर्स C++ वारशाचा हा महत्त्वाचा घटक आणि भाषा मेमरी डिलोकेशन कशी हाताळते यावर प्रकाश टाकते.
स्रोत आणि संदर्भ
- च्या निवडीसंबंधी सामग्री हटवा C++ मधील ऑपरेटर अधिकृत माहितीवर आधारित होते C++ संदर्भ दस्तऐवजीकरण .
- कंपाइलर वर्तन आणि VTable जनरेशन तपशील प्रदान केलेल्या संसाधनांद्वारे शोधले गेले GCC दस्तऐवजीकरण .
- उदाहरण कोड वापरून चाचणी केली आणि व्हिज्युअलाइज केली गेली कंपाइलर एक्सप्लोरर (गॉडबोल्ट) टूल, जे वेगवेगळ्या कंपाइलर्समध्ये रिअल-टाइम संकलन वर्तनाचे अनुकरण करते.