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

Wybór operatora i zarządzanie pamięcią w C++

Niestandardowe implementacje I 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 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 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 jest używany i jak wpływa to na zarządzanie pamięcią w praktyce.

Rozkaz	Przykład użycia
operator delete	Jest to dostosowana implementacja operatora usuwania. W C++ możesz zastąpić aby utworzyć niestandardowe zachowanie zwalniania pamięci dla swojej klasy. Jak widać w skrypcie, pamięć jest jawnie zwalniana za pomocą std::free(ptr).
operator new	Podobnie do , ta niestandardowa implementacja umożliwia ustawienie niestandardowego zachowania alokacji pamięci. Służył do alokacji pamięci za pomocą std::malloc(size) i wysyłania niestandardowego komunikatu określającego, która klasa przydzieliła pamięć.
virtual destructor	Gdy do usunięcia obiektu używany jest wskaźnik klasy bazowej, metoda wywołuje odpowiedni destruktor. W tym przykładzie zarówno X, jak i ArenaAllocatedX wykorzystują wirtualne destruktory do prawidłowego zarządzania zwalnianiem pamięci.
gtest	The Framework (GoogleTest) służy do tworzenia testów jednostkowych. W tym przypadku sprawdza, czy jest poprawny używany jest operator. Niezwykle istotne jest dokładne przetestowanie akcji alokacji i dezalokacji pamięci w różnych scenariuszach.
ASSERT_EQ	To makro z Biblioteka sprawdza, czy dwie wartości są równe, co jest powszechnie używane w testowaniu kodu. Chociaż w tym przypadku jest uproszczony, można go wykorzystać do porównania stanów pamięci lub procesów usuwania w bardziej skomplikowanych testach.
vptr	vptr to ukryty wskaźnik dodawany do klas z funkcjami wirtualnymi. Wskazuje na wirtualną tablicę (VTable), która zawiera adresy funkcji wirtualnych. Zrozumienie wyjaśnia, dlaczego wywoływany jest odpowiedni operator usuwania w oparciu o dynamiczny typ obiektu.
VTable	A (Virtual Table) to struktura przechowująca odniesienia do funkcji wirtualnych dla każdej klasy z metodami wirtualnymi. Ma to kluczowe znaczenie przy określaniu odpowiedniego operatora usuwania dla klas pochodnych w naszym skrypcie.
malloc	The funkcja dynamicznie przydziela pamięć. Zwyczaj został użyty zamiast nowego, aby podkreślić bezpośrednie zarządzanie pamięcią i zapewnić większą elastyczność podczas testowania różnych algorytmów alokacji.

Zarządzanie pamięcią i usuwanie wyboru operatora w C++

Oferowane wcześniej skrypty koncentrują się na tym, jak C++ określa odpowiednie operator podczas pracy z obiektami podklas. C++ pozwala na przeciążanie 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 i podklasa ArenaPrzydzielonaX, zarówno z niestandardowymi implementacjami nowy I usuwać operatorzy.

W pierwszym skrypcie I operatory są przeciążone, aby generować określone komunikaty podczas alokacji i zwalniania pamięci. Klasa bazowa 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 ).

Drugi skrypt wprowadza pojęcie I . 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 wskaźnik wskazuje na a ArenaPrzydzielonaX obiekt, podklasa 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 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 wyjaśnia, dlaczego właściwe 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 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 i podklasa tworzyć własne wersje I usuwać operatorzy. Kiedy obiekt jest usuwany, C++ sprawdza jego typ za pomocą metody (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 I operatorzy w . 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.

Wybór odpowiedniego operator w C++ wymaga zrozumienia interakcji wirtualnych destruktorów i typów dynamicznych. Gdy podklasa zastępuje funkcje zarządzania pamięcią, kompilator gwarantuje, że do zniszczenia obiektu zostanie użyty odpowiedni operator.

Ta metoda chroni przed wyciekami pamięci i gwarantuje, że zasoby specyficzne dla podklasy zostaną prawidłowo oczyszczone. Poprzez przykłady i eksplorację tabeli VTable kurs wyjaśnia ten krytyczny element dziedziczenia w C++ oraz sposób, w jaki język radzi sobie z zwalnianiem pamięci.