primitives

new 和 delete

C/C++中的new和delete的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

operator new()：第一個(gè)參數(shù)表示大小，第二個(gè)參數(shù)表示保證這個(gè)函數(shù)不拋出異常。

注意：構(gòu)造函數(shù)不能直接調(diào)用，而析構(gòu)函數(shù)可以直接調(diào)用。

new[] 與 delete[] 要搭配使用，未搭配使用可能會(huì)內(nèi)存泄漏，泄露的是指針?biāo)赶虻牡胤健?/p>

析構(gòu)的時(shí)候次序會(huì)逆反。

對(duì)于 析構(gòu)函數(shù) 沒(méi)有意義，new[] 是否對(duì)應(yīng) delete[] 不重要，但是 當(dāng)析構(gòu)函數(shù)有意義時(shí)，必須對(duì)應(yīng)。

placement new

placement new 允許我們將對(duì)象建構(gòu)在一個(gè)已經(jīng)分配的內(nèi)存中。并且沒(méi)有對(duì)應(yīng)的placement delete。

第一部分，本來(lái)是分配內(nèi)存，現(xiàn)在已經(jīng)分配好了，所以直接返回。

重載 operator new

::operator new 和::operator delete 全部可以重載，但是不推薦。類(lèi)中 operator new 也可以重載，實(shí)現(xiàn)所需功能，這是最常用的。

class Foo{
public:
	void *operator new(size_t);
	void operator delete(void*,size_t);
	//....
};

注意，可以寫(xiě)出多個(gè)版本，前提是每一個(gè)版本的聲明都必須有獨(dú)特的參數(shù)列。（第一參數(shù)必須是size_t）只有new所調(diào)用的ctor 拋出異常，才會(huì)調(diào)用這些重載版的 operator delete()。

即使 operator delete() 未能一一對(duì)應(yīng)operator new() 也不會(huì)出現(xiàn)任何報(bào)錯(cuò)。換句話(huà)說(shuō)：放棄處理構(gòu)造函數(shù)拋出的異常。

per-class allocator

一：

想利用類(lèi)內(nèi)重載operator new去接管內(nèi)存的分配，然后利用內(nèi)存池的觀(guān)念【即創(chuàng)建出一大段連續(xù)空間的內(nèi)存，然后將其切割成一小段一小段】，將創(chuàng)建的元素對(duì)象放在內(nèi)存池切分好的各分段小內(nèi)存片中，這樣避免了多次調(diào)用new而造成生成多個(gè)帶有cookie的內(nèi)存空間。通過(guò)內(nèi)存池的觀(guān)念，可以生成一大段只帶有兩個(gè)頭尾cookie的內(nèi)存空間，而該一大段內(nèi)存空間又被切分成每一小段的內(nèi)存空間，且其中的每一小段內(nèi)存空間片都可以共享這一整體的cookie信息。

因?yàn)闉榱四軐⒁淮蠖蝺?nèi)存空間切分成一小段一小段，然后通過(guò)單向鏈表的形式串接起來(lái)，所以必須多引入一個(gè)Screen* next指針。但這又會(huì)增加class Screen的大小【增加了4字節(jié)】。

二：第一個(gè)占用了一個(gè)指針，浪費(fèi)空間

這個(gè)版本通過(guò)union關(guān)鍵字來(lái)減少使用next而所占耗的內(nèi)存！

注意：上面兩個(gè)版本的operator delete操作都沒(méi)有將內(nèi)存空間回收還回給系統(tǒng)，而是仍然存在的。雖然operator delete操作沒(méi)有將這些分配的內(nèi)存空間釋放掉，但其仍在控制中即仍可繼續(xù)重新使用【只不過(guò)freeStore或headOfFreeList此時(shí)又重新跑回整個(gè)一大塊內(nèi)存空間的頭端】，所以不算內(nèi)存泄漏！

三：上面的版本不具有復(fù)用性

將分配特定尺寸區(qū)塊的memory allocator包裝成一個(gè)class allocator，這樣每個(gè)allocator object都是個(gè)分配器，體內(nèi)維護(hù)一個(gè)free lists，不同類(lèi)（如下面的class Foo，class Goo等） 里面調(diào)用生成的各自allocator objects維護(hù)不同的free lists。

由上知，class Foo或class Goo其operator new或operator delete最終調(diào)用的都是allocator object所維護(hù)的free list而進(jìn)行操作的！

另外，class Foo或class Goo中，應(yīng)注意到：

static allocator myAlloc，即myAlloc必須是個(gè)靜態(tài)成員變量，且在類(lèi)外定義(賦初值)。如果其不是靜態(tài)成員變量時(shí)，則在構(gòu)建class Foo類(lèi)對(duì)象時(shí)，是沒(méi)辦法調(diào)用到myAlloc的。因?yàn)榉庆o態(tài)成員變量只能通過(guò)對(duì)象調(diào)用【但此時(shí)Foo對(duì)象還沒(méi)生成又如何調(diào)用??！】。而myAlloc又是用來(lái)生成Foo類(lèi)對(duì)象的，所以得通過(guò)類(lèi)名調(diào)用即應(yīng)設(shè)置為static類(lèi)型。

而class allocator的如下：

class allocator{
private:
	struct obj{
		struct obj* next;
	};
public:
	static void* allocate(size_t);
	static void deallocate(void*, size_t);
private:
	obj* freeStore = nullptr;
	const int CHUNK = 5; // 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)一般設(shè)置為20
};
void* allocator::allocate(size_t size){
	obj* p;
	if(!freeStore){
		// linked list為空，則申請(qǐng)一大塊
		size_t chunk = CHUNK * size;
		freeStore = p =(obj*)malloc(chunk); // 這里直接調(diào)用malloc進(jìn)行分配空間
		// 將分配的一大塊切分成5小段，并串接起來(lái)
		for(int i = 0; i < (CHUNK - 1); ++i){
			p->next = (obj*)((char*)p + size);
			p = p->next;
			// 上面這兩步相當(dāng)于p->next = p + 1，
			// 只不過(guò)這里需要適應(yīng)不同的類(lèi)下的操作，因而設(shè)置成這種形式??！
		}
		p->next = nullptr; // 最后一小段的下一個(gè)位置指向空
	}
	p = freeStore;
	freeStore = freeStore->next;
	return p;
}
void allocator::deallocate(void* p, size_t){
	// 將要?jiǎng)h除的*p的位置調(diào)整為free list的頭端
	((obj*)p)->next = freeStore;
	freeStore = (obj*)p;
}

四、macro for static allocator(per-class allocator 4)

由第三版本知，其黃色部分我們想將其定義為宏操作，進(jìn)一步簡(jiǎn)化代碼內(nèi)容：

// DECLARE_POOL_ALLOC  used in class definition
#define DECLARE_POOL_ALLOC()\
public:\
    void* operator new(size_t size){
        return myAlloc.cllocate(size);
    }\
    void operator delete(void* p){
        myAlloc.deallocate(p, 0);
    }\
protected:\
    static allocator myAlloc;

// IMPLEMENT_POOL_ALLOC   used in class implementation file
#define IMPLEMENT_POOL_ALLOC(class_name)\
    allocator class_name::myAlloc;

使用實(shí)例如圖所示：

在類(lèi)內(nèi)進(jìn)行宏聲明，在類(lèi)外進(jìn)行宏定義【告訴編譯器傳入?yún)?shù)的class type】

New Handler

=default，=delete

一個(gè)是需要默認(rèn)版本，另一個(gè)是這個(gè)函數(shù)我不要。

這兩個(gè)函數(shù)不僅使用構(gòu)造，同時(shí)適用于 operator new 和 operator delete。

到此這篇關(guān)于C++詳細(xì)講解內(nèi)存管理工具primitives的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ primitives內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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