Свободная память
Именованный объект является либо статическим, либо автоматическим см. ). Статический объект размещается во время запуска программы и существует в течение всего выполнения программы. Автоматический объект размещается каждый раз при входе в его блок и существует только до тех пор, пока из этого блока не вышли. Однако часто бывает полезно создать новый объект, существующий до тех пор, пока он не станет больше не нужен. В частности, часто полезно создать объект, который можно использовать после возврата из функции, где он создается. Такие объекты создает операция new, а в последствие уничтожать их можно операцией delete. Про объекты, выделенные с помощью операции new, говорят, что они в свободной памяти. Такими объектами обычно являются вершины деревьев или элементы связанных списков, являющиеся частью большей структуры данных, размер которой не может быть известен на стадии компиляции. Рассмотрим, как можно было бы написать компилятор в духе написанного настольного калькулятора. Функции синтаксического анализа могут строить древовидное представление выражений, которое будет использоваться при генерации кода. Например:
struct enode { token_value oper; enode* left; enode* right; };
enode* expr() { enode* left = term();
for(;;) switch(curr_tok) { case PLUS: case MINUS: get_token(); enode* n = new enode; n-oper = curr_tok; n-left = left; n-right = term(); left = n; break; default: return left; } }
Получающееся дерево генератор кода может использовать например так:
void generate(enode* n) { switch (n-oper) { case PLUS: // делает нечто соответствующее delete n; } }
Объект, созданный с помощью new, существует, пока он не будет явно уничтожен delete, после чего пространство, которое он занимал, опять может использоваться new. Никакого "сборщика мусора", который ищет объекты, на которые нет ссылок, и предоставляет их в распоряжение new, нет. Операция delete может применяться только к указателю, который был возвращен операцией new, или к нулю. Применение delete к нулю не вызывает никаких действий.
Рассмотрим:
main() { table* p = new table(100); table* q = new table(200); delete p; delete p; // возможно, ошибка }
Конструктор table::table() будет вызван дважды, как и деструктор table::~table(). То, что C++ не дает никаких гарантий, что для объекта, созданного с помощью new, когда-либо будет вызван деструктор, ничего не значит. В предыдущей программе q не уничтожается, а p уничтожается дважды! Программист может счесть это ошибкой, а может и не счесть, в зависимости от типа p и q. Обычно то, что объект не уничтожается, является не ошибкой, а просто лишней тратой памяти. Уничтожение p дважды будет , как правило, серьезной ошибкой. Обычно результатом применения delete дважды к одному указателю приводит к бесконечному циклу в подпрограмме управления свободной памятью, но определение языка не задает поведение в таком случае, и оно зависит от реализации.
Пользователь может определить новую реализацию операций new и delete (см. ). Можно также определить способ взаимодействия конструктора или деструктора с операциями new и delete (см. #5.5.6)
Операция new создает объект типа имя_типа (см. #8.7), к которому он применен. Время жизни объекта, созданного с помощью new, не ограничено областью видимости, в которой он создан. Операция new возвращает указатель на созданный ей объект. Когда объект является массивом, возвращается указатель на его первый элемент. Например, и new int и new int[10] возвращают int*. Для объектов некоторых классов надо предоставлять инициализатор (#8.6.2). Операция new (#7.2) для получения памяти вызывает функцию
void* operator new (long);
Параметр задает требуемое число байтов. Память будет инициализирована. Если operator new() не может найти требуемое количество памяти, то она возвращает ноль.
Операция delete уничтожает объект, созданный операцией new. Ее результат является void. Операнд delete должен быть указателем, возвращенным new. Результат применения delete к указателю, который не был получен с помощью операции new. Однако уничтожение с помощью delete указателя со значением ноль безвредно.
Чтобы освободить указанную память, операция delete вызывает функцию
void operator delete (void*);
В форме
delete [ выражение ] выражение
второй параметр указывает на вектор, а первое выражение задает число элементов этого вектора. Задание числа элементов является избыточным за исключением случаев уничтожения векторов некоторых классов; см.
Если вы пользовались классом slist, вы могли обнаружить, что ваша программа тратит на заметное время на размещение и освобождение объектов класса slink. Класс slink - это превосходный пример класса, который может значительно выиграть от того, что программист возьмет под контроль управление свободной памятью. Для этого вида объектов идеально подходит оптимизирующий метод, который описан в Поскольку каждый slink создается с помощью new и уничтожается с помощью delete членами класса slist, другой способ выделения памяти не представляет никаких проблем.
Если производный класс осуществляет присваивание указателю this, то конструктор его базового класса будет вызываться только после этого присваивания, и значение указателя this в конструкторе базового класса будет тем, которое присвоено конструктором производного класса. Если базовый класс присваивает указателю this, то будет присвоено то значение, которое использует конструктор производного класса. Например:
#include
struct base { base(); };
struct derived : base { derived(); }
base::base() { cout
порождает вывод
base b; base 1: this=2147478307 base 2: this=2147478307 new base; base 1: this=0 base 2: this=27 derived d; derived 1: this=2147478306 base 1: this=2147478306 base 2: this=2147478306 derived 1: this=2147478306 new derived; derived 1: this=0 base 1: this=43 base 2: this=43 derived 1: this=43 at the end
Если деструктор производного класса осуществляет присваивание указателю this, то будет присвоено то значение, которое встретил деструктор его базового класса. Когда кто-либо делает в конструкторе присваивание указателю this, важно, чтобы присваивание указателю this встречалось на всех путях в конструкторе*1.
Операция new (#7.2) вызывает функцию
extern void* _new (long);
для получения памяти. Параметр задает число требуемых байтов. Память будет инициализирована. Если _new не может найти требуемое количество памяти, то она возвращает ноль.
Операция delete вызывает функцию
extern void _delete (void*);
чтобы освободить память, указанную указателем, для повторного использования. Результат вызова _delete() для указателя, который не был получен из _new(), не определен, это же относится и к повторному вызову _delete() для одного и того же указателя. Однако уничтожение с помощью delete указателя со значением ноль безвредно.
Предоставляются стандартные версии _new() и _delete(), но пользователь может применять другие, более подходящие для конкретных приложений.
Когда с помощью операции new создается классовый объект, то для получения необходимой памяти конструктор будет (неявно) использовать new. Конструктор может осуществить свое собственное резервирование памяти посредством присваивания указателю this до каких-либо использований. С помощью присваивания this значения ноль деструктор может избежать стандартной операции дерезервирования памяти для объекта его класса. Например:
class cl { int v[10]; cl () { this = my_own_allocator (sizeof (cl)); } ~cl () { my_own_deallocator (this); this = 0; } }
На входе в конструктор this является не-нулем, если резервирование памяти уже имело место (как это имеет место для автоматических объектов), и нулем в остальных случаях.
Если производный класс осуществляет присваивание this, то вызов конструктора (если он есть) базового класса будет иметь место после присваивания, так что конструктор базового класса ссылаться на объект посредством конструктора производного класса. Если конструктор базового класса осуществляет присваивание this, то значение также будет использоваться конструктором (если таковой есть) производного класса.
