了解 C++ 运算符使用 g++ 删除子类中的选择

C++ 中的内存管理和删除运算符选择

该脚本采用纯 C++ 方法来研究当子类重写删除运算符时如何选择它。我们使用正确的内存管理机制测试类和子类中的替代运算符重载。

#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;
}

C++ 中运算符删除的 VTable 探索

该脚本生成虚拟表并使用虚拟析构函数来确定如何选择删除运算符。 g++ 编译器的标志和特定的内存处理工具用于查看 VTable 的结构。

#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++ 内存处理的单元测试

该脚本为内存分配和删除场景提供了单元测试，依靠 GoogleTest 等 C++ 测试框架来保证正确调用运算符删除方法。

#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();
}

有关 C++ 内存管理的常见问题

1. 目的是什么 virtual destructor 在 C++ 中？
2. 一个 virtual destructor 确保当通过基类指针删除对象时，将调用派生类的析构函数。这允许正确的资源清理。
3. 是否 delete 运算符存储在VTable中吗？
4. 不，该 delete 运算符不保存在 VTable 中。析构函数是虚拟的，确保适当的 delete 根据对象的动态类型选择运算符。
5. C++ 如何确定哪个 delete 接线员要打电话吗？
6. C++ 通过以下方式使用动态类型 vptr （虚拟指针）选择合适的 delete 基于要擦除的对象类型的运算符。
7. 为什么是 vptr 在子类删除中重要吗？
8. 这 vptr 指的是VTable，其中包含析构函数等虚拟函数的地址。这确保了适当的版本 delete 当子类对象被删除时执行。
9. 我可以覆盖两者吗 operator new 和 operator delete 在 C++ 中？
10. 覆盖 operator new 和 operator delete 在任何类中都允许您更改内存的分配和释放方式，如示例所示 X 和 ArenaAllocatedX。

结论：

选择合适的 删除 C++ 中的运算符需要了解虚拟析构函数和动态类型如何交互。当子类重写内存管理函数时，编译器保证使用适当的运算符来销毁对象。

此方法可以防止内存泄漏并保证子类特定的资源被正确清除。通过示例和 VTable 探索，本课程阐明了 C++ 继承的这一关键组成部分以及该语言如何处理内存释放。