Zrozumienie operatora C++ Usuń zaznaczenie w podklasach za pomocą g++

Wybór operatora i zarządzanie pamięcią w C++

Niestandardowe implementacje nowy I usuwać operatory w C++ zapewniają ogromną swobodę zarządzania pamięcią. Operatory te dają programistom kontrolę nad alokacją i zwalnianiem pamięci w obrębie ich klas. Podklasa może prowadzić do zamieszania, szczególnie przy wyborze usuwać operator niszczenia obiektów.

W przypadku przeciążenia operatora w C++ wybór prawidłowego nowy operator wydaje się prosty, ponieważ rzeczywista klasa jest znana w momencie alokacji. Jednak wybranie odpowiedniego operatora usuwania może być bardziej subtelne, zwłaszcza gdy wskaźnik klasy bazowej łączy się z instancją klasy pochodnej.

Kiedy wskaźnik klasy bazowej usuwa obiekt klasy pochodnej, czy C++ używa metody usuwać operator z klasy bazowej lub pochodnej? Decyzja ta ma istotny wpływ na sposób zarządzania i zwalniania pamięci, szczególnie w klasach z unikalnymi algorytmami zarządzania pamięcią.

W tym artykule przyjrzymy się, jak g++ radzi sobie z wyborem operatora usunięcia, gdy podklasy go zastępują. Użyjemy przykładu, aby pokazać, w jaki sposób środowisko wykonawcze C++ decyduje, która forma usuwać jest używany i jak wpływa to na zarządzanie pamięcią w praktyce.

Zarządzanie pamięcią i usuwanie wyboru operatora w C++

Oferowane wcześniej skrypty koncentrują się na tym, jak C++ określa odpowiednie usuwać operator podczas pracy z obiektami podklas. C++ pozwala na przeciążanie nowy I usuwać operatory do obsługi niestandardowych algorytmów alokacji i dezalokacji pamięci. Jest to istotne w przypadkach, gdy podklasy mogą mieć inne wymagania dotyczące zarządzania pamięcią niż ich klasy bazowe. Przykładowe skrypty pokazują to, tworząc klasę bazową X i podklasa ArenaPrzydzielonaX, zarówno z niestandardowymi implementacjami nowy I usuwać operatorzy.

W pierwszym skrypcie nowy I usuwać operatory są przeciążone, aby generować określone komunikaty podczas alokacji i zwalniania pamięci. Klasa bazowa X ma jedną implementację, ale podklasę ArenaPrzydzielonaX to zastępuje. Najważniejszym wnioskiem jest to, w jaki sposób C++ decyduje, która wersja pliku usuwać operator, którego należy użyć, gdy obiekt zostanie zniszczony. W obu przypadkach wywoływany jest właściwy operator X I ArenaPrzydzielonaX, ponieważ określa to dynamiczny typ obiektu, a nie typ wskaźnika (czyli X*).

Drugi skrypt wprowadza pojęcie ww I Tabela V. Są one niezbędne do zrozumienia, w jaki sposób C++ uruchamia funkcje wirtualne, w tym destruktory. Chociaż operator usuwania nie jest zawarty w tabeli VTable, wirtualny destruktor odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu, że zostanie wywołany właściwy operator usuwania w oparciu o dynamiczny typ obiektu. Destruktor gwarantuje, że gdy a X* wskaźnik wskazuje na a ArenaPrzydzielonaX obiekt, podklasa usuwać operacja nazywa się.

Na koniec ostateczny skrypt dodaje testy jednostkowe przy użyciu platformy GoogleTest. Testowanie jednostkowe ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wykonywania odpowiednich funkcji zarządzania pamięcią w różnych kontekstach. Używamy ASSERT_EQ aby upewnić się, że zarówno klasa podstawowa, jak i podklasa poprawnie przydzielają i usuwają pamięć, używając odpowiednich operatorów. Pomaga to zapewnić, że nie wystąpią żadne wycieki pamięci lub niewłaściwe dezalokacje, co jest niezbędne w aplikacjach, które w znacznym stopniu opierają się na dynamicznym zarządzaniu pamięcią, szczególnie w oprogramowaniu wymagającym dużej szybkości.

Ogólnie rzecz biorąc, skrypty te pokazują, jak C++ radzi sobie z przeciążeniem operatorów, podkreślając jednocześnie potrzebę wirtualnych destruktorów i dynamicznego określania typu podczas zarządzania pamięcią w hierarchiach dziedziczenia. Zrozumienie mechaniki VTable i roli ww wyjaśnia, dlaczego właściwe usuwać operator jest wybierany w czasie wykonywania, zapewniając właściwą obsługę pamięci zarówno w podstawowych, jak i złożonych hierarchiach klas.

#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();
}

Zrozumienie zarządzania pamięcią poza podstawami

W C++ zarządzanie pamięcią polega na określeniu, które usuwać operator używany, gdy obiekt jest usuwany, szczególnie w scenariuszach podklas. W takich przypadkach C++ wykorzystuje koncepcję dynamicznego typowania, aby określić rzeczywisty typ obiektu w czasie wykonywania. Jest to konieczne, ponieważ gdy odwołanie do klasy bazowej wskazuje na obiekt klasy pochodnej, należy wywołać destruktor klasy pochodnej i operator usuwania.

W podanym przykładzie klasa bazowa X i podklasa ArenaPrzydzielonaX tworzyć własne wersje nowy I usuwać operatorzy. Kiedy obiekt jest usuwany, C++ sprawdza jego typ za pomocą metody ww (wirtualnego wskaźnika). Destruktor jest wirtualny, co gwarantuje, że sekwencja usuwania rozpoczyna się od podklasy i wywołuje poprawną operację usuwania dla typu dynamicznego obiektu. Metoda ta ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania wyciekom pamięci i zapewnienia, że ​​zasoby przydzielone przez podklasę zostaną odpowiednio zwolnione.

Innym istotnym aspektem tego zachowania jest to, że C++ nie przechowuje bezpośrednio plików nowy I usuwać operatorzy w Tabela V. Zamiast tego środowisko wykonawcze używa destruktora do sprawdzenia, czy wywołano odpowiedni operator usuwania. Bez tej metody zniszczenie obiektu za pomocą wskaźnika klasy bazowej spowodowałoby niepełne zwolnienie pamięci, pozostawiając zasoby niezarządzane. Podkreśla to znaczenie wirtualnych destruktorów w hierarchiach dziedziczenia C++, szczególnie gdy używana jest niestandardowa alokacja pamięci.