GotW #10 Memory Management - Part II
著者：Herb Sutter
翻译：kingofark
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Revision 1.0
Guru of the Week 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？ // class B { public: virtual ~B(); void operator delete ( void*, size_t ) throw(); void operator delete[]( void*, size_t ) throw(); void f( void*, size_t ) throw(); }; class D : public B { public: void operator delete ( void* ) throw(); void operator delete[]( void* ) throw(); }; void f() { // 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 = new D; delete pd1; B* pb1 = new D; delete pb1; D* pd2 = new D[10]; delete[] pd2; B* pb2 = new D[10]; delete[] pb2; // 下面两个赋值语句合法吗？ // B b; typedef void (B::*PMF)(void*, size_t); PMF p1 = &B::f; PMF p2 = &B::operator delete; } class X { public: void* operator new( size_t s, int ) throw( bad_alloc ) { return ::operator new( s ); } }; class SharedMemory { public: static void* Allocate( size_t s ) { return OsSpecificSharedMemAllocation( s ); } static void Deallocate( void* p, int i ) { OsSpecificSharedMemDeallocation( p, i ); } }; class Y { public: void* operator new( size_t s, SharedMemory& m ) throw( bad_alloc ) { return m.Allocate( s ); } void operator delete( void* p, SharedMemory& m, int i ) throw() { m.Deallocate( p, i ); } }; void operator delete( void* p ) throw() { SharedMemory::Deallocate( p ); } void operator delete( 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？ // class B { public: virtual ~B(); void operator delete ( void*, size_t ) throw(); void operator delete[]( void*, size_t ) throw(); void f( void*, size_t ) throw(); }; class D : public B { public: void operator delete ( void* ) throw(); void operator delete[]( 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placement deletes（译注：关于placement delete和placement new，可以阅读Stanley Lippman的《Inside The C++ Object Model（深度探索C++对象模型）》一书中的6.2节：Placement Operator New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！
void f() { // 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 = new D; delete pd1;
这里调用了D::operator delete(void*)。
B* pb1 = new D; delete pb1;
这里调用D::operator delete(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::operator delete()不声明成virtual，D::operator delete()也必将被调用。
D* pd2 = new D[10]; delete[] pd2;
这里D::operator delete[](void*)被调用。
B* pb2 = new D[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Scott Meyers在《Effective C++》或者《More Effective C++》中有关“Never Treat Arrays Polymorphically”的部分（译注：这里指的应该是《More Effective C++》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？ // B b; typedef void (B::*PMF)(void*, size_t); PMF p1 = &B::f; PMF p2 = &B::operator delete; }
第一个赋值语句没问题，但是第二个是不合法的，因为 “void operator delete(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。
class X { public: void* operator new( size_t s, int ) throw( bad_alloc ) { return ::operator new( s ); } };
这会产生内存泄漏，因为没有相应的placement delete存在。下面的代码也是一样：
class SharedMemory { public: static void* Allocate( size_t s ) { return OsSpecificSharedMemAllocation( s ); } static void Deallocate( void* p, int i ) { OsSpecificSharedMemDeallocation( p, i ); } }; class Y { public: void* operator new( size_t s, SharedMemory& m ) throw( bad_alloc ) { return m.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：
SharedMemory shared; ... new (shared) T; // if T::T() throws, memory is leaked
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operator delete。这意味着，基类或者派生类的operator delete（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）。
void operator delete( void* p, SharedMemory& m, int i ) throw() { m.Deallocate( p, i ); } };
这里的这个delete毫无用处，因为它从不会被调用。
void operator delete( 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::operator new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core dump。真是见鬼！
void operator delete( 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。
