ZhangXin's Blog
Primitives 基础组件
使用内存的途径
从应用到操作系统分为四个层次，可以用来操作内存。
代码使用示例：
#include <iostream>
#include <complex>
#include <memory> //std::allocator
//#include <ext\pool_allocator.h> //GCC使用，欲使用 std::allocator 以外的 allocator, 就得自行 #include <ext/...>
using namespace std;
namespace jj01
{
void test_primitives()
{
cout << "\ntest_primitives().......... \n";
void* p1 = malloc(512); //512 bytes
free(p1);
complex<int>* p2 = new complex<int>; //one object
delete p2;
void* p3 = ::operator new(512); //512 bytes
::operator delete(p3);
//以下使用 C++ 标准库提供的 allocators。
//其接口虽有标准规格，但实现厂商尚未完全遵守；下面三者形式略异。
#ifdef _MSC_VER
//以下两都是 non-static，定要通過 object 調用。以下分配 3 個 ints.
int* p4 = allocator<int>().allocate(3, (int*)0);
p4[0] = 666;
p4[1] = 999;
p4[2] = 888;
cout << "p4[0] = " << p4[0] << endl;
cout << "p4[1] = " << p4[1] << endl;
cout << "p4[2] = " << p4[2] << endl;
allocator<int>().deallocate(p4, 3);
#endif
#ifdef __BORLANDC__
//以下两函数都是 non-static，定要通过 object 调用。以下分配 5 个 ints.
int* p4 = allocator<int>().allocate(5);
allocator<int>().deallocate(p4, 5);
#endif
#ifdef __GNUC__
//以下两函数都是 static，可通过全名调用之。以下分配 512 bytes.
//void* p4 = alloc::allocate(512);
//alloc::deallocate(p4,512);
//以下两函数都是 non-static，定要通过 object 调用。以下分配 7 个 ints.
void* p4 = allocator<int>().allocate(7);
allocator<int>().deallocate((int*)p4, 7);
//以下两函数都是 non-static，定要通过 object 调用。以下分配 9 个 ints.
void* p5 = __gnu_cxx::__pool_alloc<int>().allocate(9);
__gnu_cxx::__pool_alloc<int>().deallocate((int*)p5, 9);
#endif
}
} //namespace
int main(void)
{
jj01::test_primitives();
return 0;
}基本构件 new/delete expression
内存申请
上面这张图揭示了new操作背后编译器做的事：
- 第一步通过operator new()操作分配一个目标类型的内存大小，这里是Complex的大小；
- 第二步通过[static_cast](static_cast、const_cast用法_const_cast static_cast_lesliefish的博客-CSDN博客)将得到的内存块强制转换为目标类型指针，这里是Complex*
- 第三步调用目标类型的构造方法，但是需要注意的是，直接通过pc->Complex::Complex(1, 2)这样的方法调用构造函数只有编译器可以做，用户这样做将产生错误。
值得注意的是，operator new()操作的内部是调用了malloc()函数。
内存释放
同样地，delete操作第一步也是调用了对象的析构函数，然后再通过operator delete()函数释放内存，本质上也是调用了free函数。
Array new / Array delete
上图主要展示的是关于new array内存分配的大致情况。当new一个数组对象时（例如 new Complex[3])，编译器将分配一块内存，这块内存首部是关于对象内存分配的一些标记，然后下面会分配三个连续的对象内存，在使用delete释放内存时需要使用delete[]。如果不使用delete[]，只是使用delete只会将分配的三块内存空间释放，但不会调用对象的析构函数，如果对象内部还使用了new指向其他空间，如果指向的该空间里的对象的析构函数没有意义，那么不会造成问题，如果有意义，那么由于该部分对象析构函数不会调用，那么将会导致内存泄漏。图中new string[3]便是一个例子，虽然str[0]、str[1]、str[2]被析构了，但只是调用了str[0]的析构函数，其他对象的析构函数不被调用，这里就会出问题。
placement new
重载
如果是正常情况下，调用new之后走的是第二条路线，如果在类中重载了operator new()，那么走的是第一条路线，但最后还是要调用到系统的::operator new()函数，这在后续的例子中会体现。
如果是在类中重载operator new()方法，那么该方法有N多种形式，但必须保证函数参数列表第一个参数是size_t类型变量；对于operator delete()，第一个参数必须是void* 类型，第二个size_t是可选项，可以去掉。
