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Guru of the Week 条款10：内存管理（下篇）

2001-10-23 20:19 585 查看
GotW#10MemoryManagement-PartII
著者：HerbSutter
翻译：kingofark
[声明]：本文内容取自www.gotw.ca网站上的GuruoftheWeek栏目，其著作权归原著者本人所有。译者kingofark在未经原著者本人同意的情况下翻译本文。本翻译内容仅供自学和参考用，请所有阅读过本文的人不要擅自转载、传播本翻译内容；下载本翻译内容的人请在阅读浏览后，立即删除其备份。译者kingofark对违反上述两条原则的人不负任何责任。特此声明。
Revision1.0
GuruoftheWeek条款10：内存管理（下篇）

难度：6/10

（你在考虑对某个类实现你自己特定的内存管理方案吗？甚或是想干脆替换掉C++的全局操作符new和delete？先试试下面这个问题再说吧！）


[问题]

下面的代码摘自某个程序，这个程序有一些类使用它们自己的内存管理方案。请尽可能的找出与内存有关的错误，并回答其注释中的附加题。
//为什么B的delete还有第二个参数？
//为什么D的delete却没有第二个参数？
//
classB{
public:
virtual~B();
voidoperatordelete(void*,size_t)throw();
voidoperatordelete[](void*,size_t)throw();
voidf(void*,size_t)throw();
};
classD:publicB{
public:
voidoperatordelete(void*)throw();
voidoperatordelete[](void*)throw();
};
voidf()
{
//下面各个语句中，到底哪一个delete被调用了？为什么？
//调用时的参数是什么？
//
D*pd1=newD;
deletepd1;
B*pb1=newD;
deletepb1;
D*pd2=newD[10];
delete[]pd2;
B*pb2=newD[10];
delete[]pb2;
//下面两个赋值语句合法吗？
//
Bb;
typedefvoid(B::*PMF)(void*,size_t);
PMFp1=&B::f;
PMFp2=&B::operatordelete;
}
classX{
public:
void*operatornew(size_ts,int)
throw(bad_alloc){
return::operatornew(s);
}
};
classSharedMemory{
public:
staticvoid*Allocate(size_ts){
returnOsSpecificSharedMemAllocation(s);
}
staticvoidDeallocate(void*p,inti){
OsSpecificSharedMemDeallocation(p,i);
}
};
classY{
public:
void*operatornew(size_ts,
SharedMemory&m)throw(bad_alloc){
returnm.Allocate(s);
}
voidoperatordelete(void*p,
SharedMemory&m,
inti)throw(){
m.Deallocate(p,i);
}
};
voidoperatordelete(void*p)throw(){
SharedMemory::Deallocate(p);
}
voidoperatordelete(void*p,
std::nothrow_t&)throw(){
SharedMemory::Deallocate(p);
}



[解答]
//为什么B的delete还有第二个参数？
//为什么D的delete却没有第二个参数？
//
classB{
public:
virtual~B();
voidoperatordelete(void*,size_t)throw();
voidoperatordelete[](void*,size_t)throw();
voidf(void*,size_t)throw();
};
classD:publicB{
public:
voidoperatordelete(void*)throw();
voidoperatordelete[](void*)throw();
};

附加题答案：这是出于个人喜好（preference）。两种都是正常的回收（译注：作者在这里用了“deallocation（去配）”一词，鄙人一律翻译为“回收”）函数，而不是placementdeletes（译注：关于placementdelete和placementnew，可以阅读StanleyLippman的《InsideTheC++ObjectModel（深度探索C++对象模型）》一书中的6.2节：PlacementOperatorNew的语意）。

另外，这两个类都提供了delete和delete[]，却没有提供相对应的new和new[]。这是非常危险的。你可以试想，当更下层的派生类提供了它自己的new和new[]时会发生什么！

voidf()
{
//下面各个语句中，到底哪一个delete被调用了？为什么？
//调用时的参数是什么？
//
D*pd1=newD;
deletepd1;

这里调用了D::operatordelete(void*)。

B*pb1=newD;
deletepb1;

这里调用D::operatordelete(void*)。因为B的析构函数（destructor）被声明成virtual，所以D的析构函数（destructor）理所当然会被正常调用，但同时这也意味着，即使B::operatordelete()不声明成virtual，D::operatordelete()也必将被调用。

D*pd2=newD[10];
delete[]pd2;

这里D::operatordelete[](void*)被调用。

B*pb2=newD[10];
delete[]pb2;

这里的行为是不可预料的。C++语言要求，传递给delete的指针之静态类型必须与其之动态类型一样。关于这个问题的进一步谈论，可以参看ScottMeyers在《EffectiveC++》或者《MoreEffectiveC++》中有关“NeverTreatArraysPolymorphically”的部分（译注：这里指的应该是《MoreEffectiveC++》中的条款3：绝对不要以多态方式处理数组）。

//下面两个赋值语句合法吗？
//
Bb;
typedefvoid(B::*PMF)(void*,size_t);
PMFp1=&B::f;
PMFp2=&B::operatordelete;
}

第一个赋值语句没问题，但是第二个是不合法的，因为“voidoperatordelete(void*,size_t)throw()”并不是B的成员函数，即使它被写在上面使其看上去很像是。这里有一个小伎俩需要弄清楚，即new和delete总是静态的，即使它们不被显式的声明为static。总是把它们声明为static是个很好的习惯，这可以让所有阅读你代码的程序员们明白无误的认识到这一点。

classX{
public:
void*operatornew(size_ts,int)
throw(bad_alloc){
return::operatornew(s);
}
};

这会产生内存泄漏，因为没有相应的placementdelete存在。下面的代码也是一样：

classSharedMemory{
public:
staticvoid*Allocate(size_ts){
returnOsSpecificSharedMemAllocation(s);
}
staticvoidDeallocate(void*p,inti){
OsSpecificSharedMemDeallocation(p,i);
}
};
classY{
public:
void*operatornew(size_ts,
SharedMemory&m)throw(bad_alloc){
returnm.Allocate(s);
}

这里也产生内存泄漏，因为没有对应的delete。如果在用这个函数分配的内存里放置对象的构造过程中抛出了异常，内存就不会被正常释放。例如：
SharedMemoryshared;
...
new(shared)T;//ifT::T()throws,memoryisleaked


在这里，内存还无法被安全的删除，因为类中没有提供正常的operatordelete。这意味着，基类或者派生类的operatordelete（或者是那个全局的delete）将会试图处理这个回收操作（这几乎肯定会失败，除非你替换掉周围环境中所有类似的delete——这实在是一件繁琐和可怕的事情）。

voidoperatordelete(void*p,
SharedMemory&m,
inti)throw(){
m.Deallocate(p,i);
}
};

这里的这个delete毫无用处，因为它从不会被调用。

voidoperatordelete(void*p)throw(){
SharedMemory::Deallocate(p);
}

这是一个严重的错误，因为它将要删除那些被缺省的::operatornew分配出来的内存，而不是被SharedMemory::Allocate()分配的内存。你顶多只能盼来一个迅速的coredump。真是见鬼！

voidoperatordelete(void*p,
std::nothrow_t&)throw(){
SharedMemory::Deallocate(p);
}


这里也是一样，只是更为微妙。这里的delete只会在“new(nothrow)T”失败的时候才会被调用，因为T的构造函数（constructor）会带着一个异常来终止，并企图回收那些不是被SharedMemory::Allocate()分配的内存。这真是又邪恶又阴险！


好，如果你回答出了以上所有的问题，那你就肯定是走在成为内存管理机制专家的光明大道上了。
                                            

                                        

                        
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