Item 51:写new和delete时请遵循惯例
Item 51: Adhere to convention when writing new and delete.
Item 50介绍了怎样自己定义new
和delete
但没有解释你必须遵循的惯例。
这些惯例中有些并不直观,所以你须要记住它们!
operator new
须要无限循环地获取资源。假设没能获取则调用”new handler”。不存在”new handler”时应该抛出异常。operator new
应该处理size == 0
的情况。operator delete
应该兼容空指针。operator new/delete
作为成员函数应该处理size > sizeof(Base)
的情况(由于继承的存在)。
外部operator new
Item 49指出了怎样将operator
new
重载为类的成员函数,在此我们先看看怎样实现一个外部(非成员函数)的operator
new
: operator
new
应当有正确的返回值。在内存不足时应当调用”new handler”,请求申请大小为0的内存时也能够正常运行。避免隐藏全局的(”normal form”)new
。
- 给出返回值非常easy。
当内存足够时。返回申请到的内存地址;当内存不足时。依据Item 49描写叙述的规则返回空或者抛出
bad_alloc
异常。 - 每次失败时调用”new handler”,并反复申请内存却不太easy。仅仅有当”new handler”为空时才应抛出异常。
- 申请大小为零时也应返回合法的指针。同意申请大小为零的空间确实会给编程带来方便。
考虑到上述目标,一个非成员函数的operator
new
大致实现例如以下:
void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
if(size == 0) size = 1;
while(true){
// 尝试申请
void *p = malloc(size);
// 申请成功
if(p) return p;
// 申请失败,获得new handler
new_handler h = set_new_handler(0);
set_new_handler(h);
if(h) (*h)();
else throw bad_alloc();
}
}
size == 0
时申请大小为1
看起来不太合适,但它很easy并且能正常工作。况且你不会常常申请大小为0的空间吧?- 两次
set_new_handler
调用先把全局”new handler”设置为空再设置回来,这是由于无法直接获取”new handler”,多线程环境下这里一定须要锁。 while(true)
意味着这可能是一个死循环。所以Item 49提到,”new handler”要么释放很多其它内存、要么安装一个新的”new handler”,假设你实现了一个没用的”new handler”这里就是死循环了。
成员operator new
重载operator
new
为成员函数一般是为了对某个特定的类进行动态内存管理的优化,而不是用来给它的子类用的。 由于在实现Base::operator
new()
时,是基于对象大小为sizeof(Base)
来进行内存管理优化的。
当然。有些情况你写的
Base::operator new
是通用于整个class及其子类的,这时这一条规则不适用。
class Base{
public:
static void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);
};
class Derived: public Base{...};
Derived *p = new Derived; // 调用了 Base::operator new !
子类继承Base::operator
new()
之后,由于当前对象不再是如果的大小。该方法不再适合管理当前对象的内存了。
能够在Base::operator
new
中推断參数size
。当大小不为sizeof(Base)
时调用全局的new
:
void *Base::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc){
if(size != sizeof(Base)) return ::operator new(size);
...
}
上面的代码没有检查size
== 0
。这是C++奇妙的地方,大小为0的独立对象会被插入一个char
(见Item
39)。 所以sizeof(Base)
永远不会是0,所以size
== 0
的情况交给::operator
new(size)
去处理了。
这里提一下operator
new[]
。它和operator
new
具有相同的參数和返回值, 要注意的是你不要如果当中有几个对象。以及每一个对象的大小是多少,所以不要操作这些还不存在的对象。
由于:
- 你不知道对象大小是什么。上面也提到了当继承发生时
size
不一定等于sizeof(Base)
。 size
实參的值可能大于这些对象的大小之和。由于Item 16中提到。数组的大小可能也须要存储。
外部operator delete
相比于new
,实现delete
的规则要简单非常多。唯一须要注意的是C++保证了delete
一个NULL
总是安全的,你尊重该惯例就可以。
相同地,先实现一个外部(非成员)的delete
:
void operator delete(void *rawMem) throw(){
if(rawMem == 0) return;
// 释放内存
}
成员operator delete
成员函数的delete也非常easy,但要注意假设你的new
转发了其它size
的申请,那么delete
也应该转发其它size
的申请。
class Base{
public:
static void * operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);
static void operator delete(void *rawMem, std::size_t size) throw();
};
void Base::operator delete(void *rawMem, std::size_t size) throw(){
if(rawMem == 0) return; // 检查空指针
if(size != sizeof(Base)){
::operator delete(rawMem);
}
// 释放内存
}
注意上面的检查的是
rawMem
为空,size
是不会为空的。
事实上size
实參的值是通过调用者的类型来推导的(假设没有虚析构函数的话):
Base *p = new Derived; // 如果Base::~Base不是虚函数
delete p; // 传入`delete(void *rawMem, std::size_t size)`的`size == sizeof(Base)`。
假设Base::~Base()
声明为virtual
,则上述size
就是正确的sizeof(Derived)
。
这也是为什么Item 7指出析构函数一定要声明virtual
。