C++లో ఆపరేటర్ ఎంపిక మరియు మెమరీ నిర్వహణ
యొక్క అనుకూల అమలులు కొత్త మరియు తొలగించు C++లోని ఆపరేటర్లు అద్భుతమైన మెమరీ నిర్వహణ స్వేచ్ఛను అందిస్తారు. ఈ ఆపరేటర్లు డెవలపర్లకు వారి తరగతుల్లో మెమరీ కేటాయింపు మరియు డీలాకేషన్పై నియంత్రణను ఇస్తారు. సబ్క్లాసింగ్ గందరగోళానికి దారి తీస్తుంది, ప్రత్యేకించి ఎంచుకోవడానికి తొలగించు వస్తువు విధ్వంసం కోసం ఆపరేటర్.
C++లో ఆపరేటర్ ఓవర్లోడింగ్ విషయంలో, సరైన ఎంపిక కొత్త అసలు తరగతి కేటాయింపులో తెలిసినందున ఆపరేటర్ సూటిగా కనిపిస్తాడు. అయితే, సముచితమైన తొలగింపు ఆపరేటర్ను ఎంచుకోవడం మరింత సూక్ష్మంగా ఉంటుంది, ప్రత్యేకించి బేస్ క్లాస్ పాయింటర్ ఉత్పన్నమైన తరగతికి లింక్ చేసినప్పుడు.
బేస్ క్లాస్ పాయింటర్ ఉత్పన్నమైన క్లాస్ ఆబ్జెక్ట్ని తొలగించినప్పుడు, C++ని ఉపయోగిస్తుందా తొలగించు బేస్ లేదా డెరైవ్డ్ క్లాస్ నుండి ఆపరేటర్? ఈ నిర్ణయం మెమరీ నిర్వహణ మరియు విముక్తిపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది, ప్రత్యేకించి ప్రత్యేక మెమరీ నిర్వహణ అల్గారిథమ్లతో తరగతులలో.
ఈ కథనంలో, ఉపవర్గములు భర్తీ చేసినప్పుడు తొలగింపు ఆపరేటర్ ఎంపికను g++ ఎలా నిర్వహిస్తుందో మేము అధ్యయనం చేస్తాము. C++ రన్టైమ్ ఏ రూపాన్ని ఎలా నిర్ణయిస్తుందో చూపించడానికి మేము ఒక ఉదాహరణను ఉపయోగిస్తాము తొలగించు ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇది ఆచరణలో మెమరీ నిర్వహణను ఎలా ప్రభావితం చేస్తుంది.
| ఆదేశం | ఉపయోగం యొక్క ఉదాహరణ |
|---|---|
| operator delete | ఇది తొలగింపు ఆపరేటర్ యొక్క అనుకూలీకరించిన అమలు. C++లో, మీరు భర్తీ చేయవచ్చు ఆపరేటర్ తొలగింపు మీ తరగతికి అనుకూల మెమరీ డీలోకేషన్ ప్రవర్తనను సృష్టించడానికి. స్క్రిప్ట్లో చూసినట్లుగా, std::free(ptr)ని ఉపయోగించి మెమరీ స్పష్టంగా విడుదల చేయబడుతుంది. |
| operator new | అదేవిధంగా ఆపరేటర్ తొలగింపు, ఈ అనుకూల అమలు ఆపరేటర్ కొత్త అనుకూలీకరించిన మెమరీ కేటాయింపు ప్రవర్తనను సెట్ చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఇది std::malloc(పరిమాణం) ఉపయోగించి మెమరీని కేటాయించడానికి మరియు మెమరీని ఏ తరగతి కేటాయించిందో పేర్కొంటూ అనుకూల సందేశాన్ని పంపడానికి ఉపయోగించబడింది. |
| virtual destructor | ఆబ్జెక్ట్ను తొలగించడానికి బేస్ క్లాస్ పాయింటర్ని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ది వర్చువల్ డిస్ట్రక్టర్ తగిన విధ్వంసకుడిని పిలుస్తుంది. ఉదాహరణలో, మెమరీ డీలోకేషన్ను సరిగ్గా నిర్వహించడానికి X మరియు ArenaAllocatedX రెండూ వర్చువల్ డిస్ట్రక్టర్లను ఉపయోగిస్తాయి. |
| gtest | ది gtest యూనిట్ పరీక్షలను రూపొందించడానికి ఫ్రేమ్వర్క్ (GoogleTest) ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ఇది సరైనదేనా అని తనిఖీ చేస్తుంది తొలగించు ఆపరేటర్ ఉపయోగించబడుతుంది. మెమరీ కేటాయింపు మరియు డీలోకేషన్ చర్యలు వివిధ సందర్భాల్లో విస్తృతంగా పరీక్షించబడుతున్నాయని నిర్ధారించుకోవడం చాలా కీలకం. |
| ASSERT_EQ | నుండి ఈ మాక్రో gtest లైబ్రరీ రెండు విలువలు సమానంగా ఉంటే తనిఖీ చేస్తుంది, ఇది సాధారణంగా టెస్టింగ్ కోడ్లో ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో సరళీకృతం చేయబడినప్పటికీ, ఇది మరింత సంక్లిష్టమైన పరీక్షలో మెమరీ స్థితులను లేదా తొలగింపు ప్రక్రియలను పోల్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. |
| vptr | vptr అనేది వర్చువల్ ఫంక్షన్లతో తరగతులకు జోడించబడిన దాచిన పాయింటర్. ఇది వర్చువల్ ఫంక్షన్ల చిరునామాలను కలిగి ఉన్న వర్చువల్ టేబుల్ (VTable)ని సూచిస్తుంది. అర్థం చేసుకోవడం vptr ఆబ్జెక్ట్ యొక్క డైనమిక్ రకం ఆధారంగా తగిన తొలగింపు ఆపరేటర్ని ఎందుకు పిలుస్తారో వివరిస్తుంది. |
| VTable | ఎ VTable (వర్చువల్ టేబుల్) అనేది వర్చువల్ పద్ధతులతో ప్రతి తరగతికి వర్చువల్ ఫంక్షన్లకు సూచనలను నిర్వహించే నిర్మాణం. మా స్క్రిప్ట్లో ఉత్పన్నమైన తరగతులకు తగిన తొలగింపు ఆపరేటర్ని నిర్ణయించడంలో ఇది కీలకం. |
| malloc | ది malloc ఫంక్షన్ డైనమిక్గా మెమరీని కేటాయిస్తుంది. కస్టమ్ ఆపరేటర్ కొత్త డైరెక్ట్ మెమరీ మేనేజ్మెంట్ను నొక్కి చెప్పడానికి మరియు విభిన్న కేటాయింపు అల్గారిథమ్లను పరీక్షించేటప్పుడు మరింత సౌలభ్యాన్ని అందించడానికి కొత్త బదులుగా ఉపయోగించబడింది. |
C++లో మెమరీ నిర్వహణ మరియు తొలగించు ఆపరేటర్ ఎంపిక
మునుపు అందించిన స్క్రిప్ట్లు C++ సముచితమైన వాటిని ఎలా నిర్ణయిస్తుందనే దానిపై దృష్టి పెడుతుంది తొలగించు సబ్క్లాస్ వస్తువులతో పనిచేసేటప్పుడు ఆపరేటర్. C++ ఓవర్లోడ్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది కొత్త మరియు తొలగించు కస్టమ్ మెమరీ కేటాయింపు మరియు డీలోకేషన్ అల్గారిథమ్లను నిర్వహించడానికి ఆపరేటర్లు. సబ్క్లాస్లు వాటి బేస్ క్లాస్ల కంటే భిన్నమైన మెమరీ నిర్వహణ అవసరాలను కలిగి ఉన్న సందర్భాల్లో ఇది సంబంధితంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణ స్క్రిప్ట్లు బేస్ క్లాస్ని సృష్టించడం ద్వారా దీన్ని చూపుతాయి X మరియు ఒక ఉపవర్గం అరేనా కేటాయించిన ఎక్స్, రెండూ అనుకూల అమలులతో కొత్త మరియు తొలగించు ఆపరేటర్లు.
మొదటి స్క్రిప్ట్లో, ది కొత్త మరియు తొలగించు మెమరీ కేటాయింపు మరియు విముక్తి సమయంలో పేర్కొన్న సందేశాలను రూపొందించడానికి ఆపరేటర్లు ఓవర్లోడ్ చేయబడతారు. బేస్ క్లాస్ X ఒకే అమలును కలిగి ఉంది, కానీ ఉపవర్గం అరేనా కేటాయించిన ఎక్స్ దానిని అధిగమిస్తుంది. C++ ఏ వెర్షన్ను ఎలా నిర్ణయిస్తుంది అనేది ప్రధాన టేకావే తొలగించు ఒక వస్తువు ధ్వంసమైనప్పుడు ఉపయోగించడానికి ఆపరేటర్. రెండింటికీ సరైన ఆపరేటర్ని పిలుస్తారు X మరియు అరేనా కేటాయించిన ఎక్స్, వస్తువు యొక్క డైనమిక్ రకం దీనిని నిర్ణయిస్తుంది, పాయింటర్ రకం కాదు (ఇది X*)
రెండవ స్క్రిప్ట్ భావనను పరిచయం చేస్తుంది vptr మరియు VTable. డిస్ట్రక్టర్లతో సహా వర్చువల్ ఫంక్షన్లను C++ ఎలా పంపిస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ఇవి చాలా ముఖ్యమైనవి. తొలగింపు ఆపరేటర్ VTableలో లేనప్పటికీ, ఆబ్జెక్ట్ యొక్క డైనమిక్ రకం ఆధారంగా సరైన తొలగింపు ఆపరేటర్ని అమలు చేయడంలో వర్చువల్ డిస్ట్రక్టర్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. డిస్ట్రక్టర్ హామీ ఇస్తుంది ఎప్పుడు a X* పాయింటర్ పాయింట్లు a అరేనాఅలోకేటెడ్ ఎక్స్ వస్తువు, ఉపవర్గం తొలగించు ఆపరేషన్ అంటారు.
చివరగా, తుది స్క్రిప్ట్ GoogleTest ఫ్రేమ్వర్క్ని ఉపయోగించి యూనిట్ పరీక్షలను జోడిస్తుంది. వివిధ సందర్భాలలో తగిన మెమరీ నిర్వహణ విధులు అమలు చేయబడతాయని నిర్ధారించడానికి యూనిట్ పరీక్ష కీలకం. మేము ఉపయోగిస్తాము ASSERT_EQ బేస్ మరియు సబ్క్లాస్ రెండూ వాటి సంబంధిత ఆపరేటర్లను ఉపయోగించి మెమొరీని సరిగ్గా కేటాయించి, తొలగిస్తాయని నిర్ధారించుకోవడానికి. మెమరీ లీక్లు లేదా అనుచితమైన డీలాకేషన్లు జరగకుండా చూసుకోవడానికి ఇది సహాయపడుతుంది, ఇది డైనమిక్ మెమరీ మేనేజ్మెంట్పై గణనీయంగా ఆధారపడే అప్లికేషన్లలో, ముఖ్యంగా అధిక వేగం అవసరమయ్యే సాఫ్ట్వేర్లో చాలా ముఖ్యమైనది.
మొత్తంమీద, ఈ స్క్రిప్ట్లు C++ ఆపరేటర్ ఓవర్లోడింగ్ను ఎలా నిర్వహిస్తుందో చూపుతాయి, అయితే వారసత్వ సోపానక్రమాలలో మెమరీని నిర్వహించేటప్పుడు వర్చువల్ డిస్ట్రక్టర్లు మరియు డైనమిక్ టైప్ డిటర్మినేషన్ అవసరాన్ని కూడా నొక్కి చెబుతాయి. VTable యొక్క మెకానిక్స్ మరియు పాత్రను అర్థం చేసుకోవడం vptr ఎందుకు సరైనదో వివరిస్తుంది తొలగించు ఆపరేటర్ రన్టైమ్లో ఎంపిక చేయబడుతుంది, ఇది ప్రాథమిక మరియు సంక్లిష్టమైన తరగతి శ్రేణులలో సరైన మెమరీ నిర్వహణను నిర్ధారిస్తుంది.
C++లో మెమరీ నిర్వహణ మరియు తొలగించు ఆపరేటర్ ఎంపిక
సబ్క్లాస్లు ఓవర్రైడ్ చేసినప్పుడు డిలీట్ ఆపరేటర్ని ఎలా ఎంపిక చేస్తారో పరిశోధించడానికి ఈ స్క్రిప్ట్ స్వచ్ఛమైన C++ విధానాన్ని తీసుకుంటుంది. మేము సరైన మెమరీ మేనేజ్మెంట్ మెకానిజమ్లతో క్లాస్ మరియు సబ్క్లాస్లలో ప్రత్యామ్నాయ ఆపరేటర్ ఓవర్లోడ్లను పరీక్షిస్తాము.
#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;}
ఆపరేటర్ తొలగింపు కోసం C++లో VTable అన్వేషణ
ఈ స్క్రిప్ట్ వర్చువల్ టేబుల్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు డిలీట్ ఆపరేటర్లను ఎలా ఎంచుకోవాలో నిర్ణయించడానికి వర్చువల్ డిస్ట్రక్టర్లను ఉపయోగిస్తుంది. VTable యొక్క నిర్మాణాన్ని చూడటానికి g++ కంపైలర్ యొక్క ఫ్లాగ్లు మరియు నిర్దిష్ట మెమరీ హ్యాండ్లింగ్ సాధనాలు ఉపయోగించబడతాయి.
#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;}
C++లో మెమరీ హ్యాండ్లింగ్ కోసం యూనిట్ పరీక్షలు
ఈ స్క్రిప్ట్ మెమరీ కేటాయింపు మరియు తొలగింపు దృశ్యాలు రెండింటికీ యూనిట్ పరీక్షలను అందిస్తుంది, ఆపరేటర్ తొలగింపు పద్ధతులను సరిగ్గా పిలుస్తామని హామీ ఇవ్వడానికి GoogleTest వంటి C++ టెస్టింగ్ ఫ్రేమ్వర్క్లపై ఆధారపడుతుంది.
#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();}
బేసిక్స్ బియాండ్ మెమరీ మేనేజ్మెంట్ను అర్థం చేసుకోవడం
C++లో, మెమొరీ మేనేజ్మెంట్లో ఏది నిర్ణయించబడుతుంది తొలగించు ఆబ్జెక్ట్ తొలగించబడినప్పుడు, ప్రత్యేకించి సబ్క్లాసింగ్ దృష్టాంతాలలో ఉపయోగించడానికి ఆపరేటర్. అటువంటి సందర్భాలలో, C++ రన్టైమ్లో వస్తువు యొక్క వాస్తవ రకాన్ని గుర్తించడానికి డైనమిక్ టైపింగ్ భావనను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది అవసరం ఎందుకంటే బేస్ క్లాస్ రిఫరెన్స్ డెరైవ్డ్ క్లాస్ యొక్క ఆబ్జెక్ట్ని సూచించినప్పుడు, డెరైవ్డ్ క్లాస్ డిస్ట్రక్టర్ మరియు డిలీట్ ఆపరేటర్ని తప్పనిసరిగా పిలవాలి.
ఇచ్చిన ఉదాహరణలో, బేస్ క్లాస్ X మరియు ఉపవర్గం అరేనాఅలోకేటెడ్ ఎక్స్ యొక్క వారి స్వంత సంస్కరణలను సృష్టించండి కొత్త మరియు తొలగించు ఆపరేటర్లు. ఒక వస్తువు తీసివేయబడినప్పుడు, C++ దాని రకాన్ని ఉపయోగించి తనిఖీ చేస్తుంది vptr (వర్చువల్ పాయింటర్) టెక్నిక్. డిస్ట్రక్టర్ అనేది వర్చువల్, తొలగింపు క్రమం సబ్క్లాస్తో మొదలవుతుందని మరియు ఆబ్జెక్ట్ యొక్క డైనమిక్ రకం కోసం సరైన తొలగింపు ఆపరేషన్ను అమలు చేస్తుందని హామీ ఇస్తుంది. మెమరీ లీక్లను నివారించడానికి మరియు సబ్క్లాస్ ద్వారా కేటాయించబడిన వనరులు తగిన విధంగా విడుదల చేయబడేలా చూసుకోవడానికి ఈ పద్ధతి కీలకం.
ఈ ప్రవర్తన యొక్క మరొక ముఖ్యమైన అంశం ఏమిటంటే C++ నేరుగా నిల్వ చేయదు కొత్త మరియు తొలగించు లో ఆపరేటర్లు VTable. బదులుగా, రన్టైమ్ సముచితమైన తొలగింపు ఆపరేటర్ అమలు చేయబడిందని ధృవీకరించడానికి డిస్ట్రక్టర్ని ఉపయోగిస్తుంది. ఈ పద్ధతి లేకుండా, బేస్ క్లాస్ పాయింటర్ ద్వారా ఆబ్జెక్ట్ను నాశనం చేయడం వలన అసంపూర్ణ మెమరీ డీలోకేషన్ ఏర్పడుతుంది, వనరులు నిర్వహించబడవు. ఇది C++ వారసత్వ సోపానక్రమాలలో వర్చువల్ డిస్ట్రక్టర్ల యొక్క ప్రాముఖ్యతను నొక్కి చెబుతుంది, ప్రత్యేకించి కస్టమ్ మెమరీ కేటాయింపు ఉపయోగించినప్పుడు.
C++ మెమరీ నిర్వహణ గురించి తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు
- యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటి virtual destructor C++లో?
- ఎ virtual destructor బేస్ క్లాస్ పాయింటర్ ద్వారా ఆబ్జెక్ట్ తొలగించబడినప్పుడు, ఉత్పన్నమైన తరగతికి డిస్ట్రక్టర్ ఇన్వోక్ చేయబడుతుందని హామీ ఇస్తుంది. ఇది సరైన వనరులను శుభ్రపరచడానికి అనుమతిస్తుంది.
- చేస్తుంది delete ఆపరేటర్ VTableలో నిల్వ చేయబడతారా?
- లేదు, ది delete ఆపరేటర్ VTableలో ఉంచబడలేదు. డిస్ట్రక్టర్ వర్చువల్, సముచితమైనదని నిర్ధారిస్తుంది delete ఆబ్జెక్ట్ యొక్క డైనమిక్ రకం ఆధారంగా ఆపరేటర్ ఎంపిక చేయబడుతుంది.
- C++ ఏది నిర్ణయిస్తుంది delete ఆపరేటర్ కాల్ చేయాలా?
- C++ ద్వారా డైనమిక్ టైపింగ్ని ఉపయోగిస్తుంది vptr (వర్చువల్ పాయింటర్) తగినదాన్ని ఎంచుకోవడానికి delete తొలగించబడుతున్న ఆబ్జెక్ట్ రకం ఆధారంగా ఆపరేటర్.
- ఎందుకు ఉంది vptr సబ్క్లాస్ తొలగింపులో ముఖ్యమైనది?
- ది vptr VTableని సూచిస్తుంది, ఇది డిస్ట్రక్టర్ వంటి వర్చువల్ ఫంక్షన్ల చిరునామాలను కలిగి ఉంటుంది. ఇది సరైన సంస్కరణను నిర్ధారిస్తుంది delete సబ్క్లాస్ ఆబ్జెక్ట్ తొలగించబడినప్పుడు అమలు చేయబడుతుంది.
- నేను రెండింటినీ ఓవర్రైడ్ చేయవచ్చా operator new మరియు operator delete C++లో?
- ఓవర్రైడింగ్ operator new మరియు operator delete ఏ తరగతిలోనైనా ఉదాహరణలో వివరించిన విధంగా మెమరీ ఎలా కేటాయించబడుతుందో మరియు విడుదల చేయబడుతుందో మార్చడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది X మరియు ArenaAllocatedX.
ముగింపు:
తగినది ఎంచుకోవడం తొలగించు C++లోని ఆపరేటర్కు వర్చువల్ డిస్ట్రక్టర్లు మరియు డైనమిక్ రకాలు ఎలా ఇంటరాక్ట్ అవుతాయో అర్థం చేసుకోవడం అవసరం. సబ్క్లాస్ మెమరీ మేనేజ్మెంట్ ఫంక్షన్లను ఓవర్రైడ్ చేసినప్పుడు, ఆబ్జెక్ట్ విధ్వంసం కోసం తగిన ఆపరేటర్ ఉపయోగించబడుతుందని కంపైలర్ హామీ ఇస్తుంది.
ఈ పద్ధతి మెమరీ లీక్ల నుండి రక్షిస్తుంది మరియు సబ్క్లాస్-నిర్దిష్ట వనరులు సరిగ్గా శుభ్రం చేయబడతాయని హామీ ఇస్తుంది. ఉదాహరణలు మరియు VTable అన్వేషణ ద్వారా, C++ వారసత్వం యొక్క ఈ కీలకమైన భాగాన్ని మరియు భాష మెమరీ డీలాకేషన్ను ఎలా నిర్వహిస్తుందో కోర్సు ప్రకాశిస్తుంది.
మూలాలు మరియు సూచనలు
- ఎంపికకు సంబంధించిన కంటెంట్ తొలగించు C++లోని ఆపరేటర్లు అధికారికంగా కనుగొనబడిన సమాచారంపై ఆధారపడి ఉన్నారు C++ రిఫరెన్స్ డాక్యుమెంటేషన్ .
- కంపైలర్ ప్రవర్తన మరియు VTable ఉత్పత్తి వివరాలు అందించిన వనరుల ద్వారా అన్వేషించబడ్డాయి GCC డాక్యుమెంటేషన్ .
- ఉదాహరణ కోడ్ని ఉపయోగించి పరీక్షించబడింది మరియు దృశ్యమానం చేయబడింది కంపైలర్ ఎక్స్ప్లోరర్ (గాడ్బోల్ట్) సాధనం, ఇది వివిధ కంపైలర్లలో నిజ-సమయ సంకలన ప్రవర్తనను అనుకరిస్తుంది.