当前位置: 代码迷 >> 综合 >> 《c++必知必会》学习心得——day3
  详细解决方案

《c++必知必会》学习心得——day3

热度:85   发布时间:2024-01-19 10:25:11.0

条款34 禁止或强行使用堆分配

 

 

背景知识:

内存分四个区

局部变量:    栈区
局部静态变量:静态区
全局变量:    静态区的常量区
全局静态变量:静态区

内存分四个区:静态区,栈区,堆区,代码区

 

有时候,知名一些特定的类的对象不应该被分配到堆上是个好主意,用的方法就是:

将new 和 delete 定义在protect成员变量下和private下

 

 

条款 35 placement new

 

placement new 是重载operator new 的一个标准、全局的版本,它不能够被自定义的版本代替(不像普通版本的operator new 和 operator delete能够被替换)。

void *operator new( size_t, void *p ) throw()     { return p; }

placement new的执行忽略了size_t参数,只返还第二个参数。其结果是允许用户把一个对象放到一个特定的地方,达到调用构造函数的效果。

和其他普通的new不同的是,它在括号里多了另外一个参数。比如:
Widget * p = new Widget; - - - - - - - - - //ordinary new
pi = new (ptr) int; pi = new (ptr) int;     //placement new

括号里的参数ptr是一个指针,它指向一个内存缓冲器,placement new将在这个缓冲器上分配一个对象。Placement new的返回值是这个被构造对象的地址(比如括号中的传递参数)。placement new主要适用于:在对时间要求非常高的应用程序中,因为这些程序分配的时间是确定的;长时间运行而不被打断的程序;以及执行一个垃圾收集器 (garbage collector)。

  new 、operator new 和 placement new 区别
new :不能被重载,其行为总是一致的。它先调用operator new分配内存,然后调用构造函数初始化那段内存。

operator new:要实现不同的内存分配行为,应该重载operator new,而不是new。

delete和operator delete类似。

placement new:只是operator new重载的一个版本。它并不分配内存,只是返回指向已经分配好的某段内存的一个指针。因此不能删除它,但需要调用对象的析构函数。

   new 操作符的执行过程
1. 调用operator new分配内存 ;
2. 调用构造函数生成类对象;
3. 返回相应指针。

operator new就像operator+一样,是可以重载的。如果类中没有重载operator new,那么调用的就是全局的::operator new来完成堆的分配。同理,operator new[]、operator delete、operator delete[]也是可以重载的,其实operator new也是operator new的一个重载的版本,只是很少用而已。如果你想在已经分配的内存中创建一个对象,使用new时行不通的。也就是说placement new允许你在一个已经分配好的内存中(栈或者堆中)构造一个新的对象。原型中void*p实际上就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的的首地址。

   Placement new 存在的理由
1.用Placement new 解决buffer的问题

问题描述:用new分配的数组缓冲时,由于调用了默认构造函数,因此执行效率上不佳。若没有默认构造函数则会发生编译时错误。如果你想在预分配的内存上创建对象,用缺省的new操作符是行不通的。要解决这个问题,你可以用placement new构造。它允许你构造一个新对象到预分配的内存上。

2.增大时空效率的问题
 
使用new操作符分配内存需要在堆中查找足够大的剩余空间,显然这个操作速度是很慢的,而且有可能出现无法分配内存的异常(空间不够)。
placement new就可以解决这个问题。我们构造对象都是在一个预先准备好了的内存缓冲区中进行,不需要查找内存,内存分配的时间是常数;而且不会出现在程序运行中途出现内存不足的异常。所以,placement new非常适合那些对时间要求比较高,长时间运行不希望被打断的应用程序。

    使用步骤
在很多情况下,placement new的使用方法和其他普通的new有所不同。这里提供了它的使用步骤。

第一步  缓存提前分配
有三种方式:
1.为了保证通过placement new使用的缓存区的memory alignmen(内存队列)正确准备,使用普通的new来分配它:在堆上进行分配

class Task ;

char * buff = new [sizeof(Task)]; //分配内存

(请注意auto或者static内存并非都正确地为每一个对象类型排列,所以,你将不能以placement new使用它们。)

2.在栈上进行分配

class Task ;
char buf[N*sizeof(Task)]; //分配内存

3.还有一种方式,就是直接通过地址来使用。(必须是有意义的地址)

void* buf = reinterpret_cast<void*> (0xF00F);

第二步:对象的分配

在刚才已分配的缓存区调用placement new来构造一个对象。

Task *ptask = new (buf) Task
第三步:使用
按照普通方式使用分配的对象:

ptask->memberfunction();

ptask-> member;

//...

第四步:对象的析构

一旦你使用完这个对象,你必须调用它的析构函数来毁灭它。按照下面的方式调用析构函数:

ptask->~Task(); //调用外在的析构函数

第五步:释放

你可以反复利用缓存并给它分配一个新的对象(重复步骤2,3,4)如果你不打算再次使用这个缓存,你可以象这样释放它:

delete [] buf;

跳过任何步骤就可能导致运行时间的崩溃,内存泄露,以及其它的意想不到的情况。如果你确实需要使用placement new,请认真遵循以上的步骤。

 

 

条款 36 基于类的内存管理

 

当我们不喜欢程序里的new和delete时候,我们可以在类里自己定义new和delete

operator new 和operator delete是静态成员函数,也就是没有this指针

当类被继承后,如果子类定义了自己的operator new和operator delete,就不调用基类的了

一个常见的误解是 new和delete操作符就意味着使用堆,

其实标准的,全局的事使用堆得,我们在自己的类中使用完全可以想做我们想做的事

 

条款 37 数组分配

 

在分配和归还内存是要保持数组和非数组的形式的匹配

T *aT=new T;

T *aryT=new T[12];

delete aT;

delete [] atyT;

 

 条款 38 异常安全处理

 

1异常是同步的

 异常只能发生在函数调用的边界,因此,诸如预定义类型的算术,预定义类型的(尤其是指针)的赋值以及其他底层的操作将不会导致异常的发生

 

例子是党多字符指针赋值,可以肯定不会抛出异常,当时如果对一个用户自定义的string进行赋值时,就有可能产生异常

 

 

2对象的销毁是异常安全的

也就是 析构函数 operator delete 和operator 【】delete是不会抛出异常的

 

3交换操作时不会抛出异常的