Язык программирования C++ для профессионалов
Свободная память
Если определить функции operator new() и operator delete(), управление памятью для класса можно взять в свои руки. Это также можно, (а часто и более полезно), сделать для класса, служащего базовым для многих производных классов. Допустим, нам потребовались свои функции размещения и освобождения памяти для класса employee (§6.2.5) и всех его производных классов:
class employee { // ... public: void* operator new(size_t); void operator delete(void*, size_t); };
void* employee::operator new(size_t s) { // отвести память в `s' байтов // и возвратить указатель на нее }
void employee::operator delete(void* p, size_t s) { // `p' должно указывать на память в `s' байтов, // отведенную функцией employee::operator new(); // освободить эту память для повторного использования }
Назначение до сей поры загадочного параметра типа size_t становится очевидным. Это - размер освобождаемого объекта. При удалении простого служащего этот параметр получает значение sizeof(employee), а при удалении управляющего - sizeof(manager). Поэтому собственные функции классы для размещения могут не хранить размер каждого размещаемого объекта. Конечно, они могут хранить эти размеры (подобно функциям размещения общего назначения) и игнорировать параметр size_t в вызове operator delete(), но тогда вряд ли они будут лучше, чем функции размещения и освобождения общего назначения.
Как транслятор определяет нужный размер, который надо передать функции operator delete()? Пока тип, указанный в operator delete(), соответствует истинному типу объекта, все просто; но рассмотрим такой пример:
class manager : public employee { int level; // ... };
void f() { employee* p = new manager; // проблема delete p; }
В этом случае транслятор не сможет правильно определить размер. Как и в случае удаления массива, нужна помощь программиста. Он должен определить виртуальный деструктор в базовом классе employee:
class employee { // ... public: // ... void* operator new(size_t); void operator delete(void*, size_t); virtual ~employee(); };
Даже пустой деструктор решит нашу проблему:
employee::~employee() { }
Теперь освобождение памяти будет происходить в деструкторе (а в нем размер известен), а любой производный от employee класс также будет вынужден определять свой деструктор (тем самым будет установлен нужный размер), если только пользователь сам не определит его. Теперь следующий пример пройдет правильно:
void f() { employee* p = new manager; // теперь без проблем delete p; }
Размещение происходит с помощью (созданного транслятором) вызова
employee::operator new(sizeof(manager))
а освобождение с помощью вызова
employee::operator delete(p,sizeof(manager))
Иными словами, если нужно иметь корректные функции размещения и освобождения для производных классов, надо либо определить виртуальный деструктор в базовом классе, либо не использовать в функции освобождения параметр size_t. Конечно, можно было при проектировании языка предусмотреть средства, освобождающие пользователя от этой проблемы. Но тогда пользователь "освободился" бы и от определенных преимуществ более оптимальной, хотя и менее надежной системы.
В общем случае, всегда есть смысл определять виртуальный деструктор для всех классов, которые действительно используются как базовые, т.е. с объектами производных классов работают и, возможно, удаляют их, через указатель на базовый класс:
class X { // ... public: // ... virtual void f(); // в X есть виртуальная функция, поэтому // определяем виртуальный деструктор virtual ~X(); };
