Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Упражнение 19.2. По умолчанию класс allocatorиспользует функцию operator new()для резервирования места и функцию operator delete()для ее освобождения. Перекомпилируйте и повторно запустите программу StrVec(см. раздел 13.5), используя собственные версии функций из предыдущего упражнения.

Хотя функции operator new()и operator delete()предназначены для использования выражениями new, они являются обычными библиотечными функциями. Поэтому обычный код вполне может вызвать их непосредственно.

В прежних версиях языка (до того, как класс allocator(см. раздел 12.2.2) стал частью библиотеки), когда необходимо было отделить резервирование от инициализации, использовались функции operator new()и operator delete(). Эти функции ведут себя аналогично функциям-членам allocate()и deallocate()класса allocator— резервируют и освобождают память, но не создают и не удаляют объекты.

В отличие от класса allocator, нет функции construct(), позволяющей создавать объекты в памяти, зарезервированной функцией operator new(). Вместо этого для создания объекта используется размещающий оператор new(placement new) (см. раздел 12.1.2). Как уже упоминалось, эта форма оператора newпредоставляет дополнительную информацию функции резервирования. Размещающий оператор newможно использовать для передачи адреса области. Тогда выражения размещающего оператора newбудут иметь следующую форму:

new ( адрес_области ) тип

new ( адрес_области ) тип ( инициализаторы )

new ( адрес_области ) тип [ размер ]

new ( адрес_области ) тип [ размер ] { список инициализации }

где адрес_области является указателем, а инициализаторы представляют собой разделяемый запятыми список инициализаторов (возможно, пустой), используемый для создания вновь зарезервированного объекта.

Будучи вызванным с адресом, но без других аргументов, размещающий оператор newиспользует вызов operator new(size_t, void*)для "резервирования" памяти. Эта версия функции operator new()не допускает переопределения (см. раздел 19.1.1). Она не резервирует память, а просто возвращает свой аргумент указателя. Затем обычное выражение newзаканчивает свою работу инициализацией объекта по данному адресу. В действительности размещающий оператор newпозволяет создать объект в заданной адресом предварительно зарезервированной области памяти.

При передаче одного аргумента, являющегося указателем, выражение размещающего оператора newсоздает объект, но не резервирует память.

Хотя существует несколько способов использования размещающего оператора new, он похож на функцию-член construct()класса allocator, но с одним важным отличием. Передаваемый функции construct()указатель должен указывать на область, зарезервированную тем же объектом класса allocator. Указатель, передаваемый размещающему оператору new, не обязан указывать на область памяти, зарезервированной функцией operator new(). Как будет продемонстрировано в разделе 19.6, переданный выражению размещающего оператора newуказатель даже не обязан указывать на динамическую память.

Подобно тому, как размещающий оператор newявляется низкоуровневой альтернативой функции-члену allocate()класса allocator, явный вызов деструктора аналогичен вызову функции destroy().

Вызов деструктора происходит таким же образом, как и любой другой функции-члена объекта: через указатель или ссылку на объект:

string *sp = new string("a value"); // резервирует и инициализирует

// строку

sp->~string();

Здесь деструктор вызывается непосредственно. Для получения объекта, на который указывает указатель sp, используется оператор стрелки. Затем происходит вызов деструктора, имя которого совпадает с именем типа, но с предваряющим знаком тильды ( ~).

Подобно вызову функции destroy(), вызов деструктора освобождает заданный объект, но не освобождает область, в которой располагается этот объект. При желании эту область можно использовать многократно.

Вызов деструктора удаляет объект, но не освобождает память.

Идентификацию типов времени выполнения (run-time type identification RTTI) обеспечивают два оператора.

• Оператор typeid, возвращающий фактический тип заданного выражения.

• Оператор dynamic_cast, безопасно преобразующий указатель или ссылку на базовый тип в указатель или ссылку на производный.

Будучи примененными к указателям или ссылкам на тип с виртуальными функциями, эти операторы используют динамический тип (см. раздел 15.2.3) объекта, с которым связан указатель или ссылка.

Эти операторы полезны в случае, когда в производном классе имеется функция, которую необходимо выполнить через указатель или ссылку на объект базового класса, и эту функцию невозможно сделать виртуальной. Обычно по возможности лучше использовать виртуальные функции. Когда применяется виртуальная функция, компилятор автоматически выбирает правильную функцию согласно динамическому типу объекта.

Но определить виртуальную функцию не всегда возможно. В таком случае может пригодиться один из операторов RTTI. С другой стороны, эти операторы более склонны к ошибкам, чем виртуальные функции-члены: разработчик должен знать , к какому типу следует привести объект, и обеспечить проверку успешности приведения.

Динамическое приведение следует использовать осторожно. При каждой возможности желательно создавать и использовать виртуальные функции, а не прибегать к непосредственному управлению типами.

Оператор dynamic_castимеет следующую форму:

dynamic_cast< тип *>(е)

dynamic_cast< тип &>(е)

dynamic_cast< тип &&>(е)

где тип должен быть типом класса, у которого (обычно) есть виртуальные функции. В первом случае е— допустимый указатель (см. раздел 2.3.2); во втором — l-значение, а в третьем — не должен быть l-значением.

Во всех случаях тип указателя едолжен быть либо типом класса, открыто унаследованным от типа назначения, либо открытым базовым классом типа назначения, либо самим типом назначения. Если указатель ебудет одним из этих типов, то приведение окажется успешным. В противном случае приведение закончится ошибкой. При неудаче приведения к типу указателя оператор dynamic_castвозвращает 0. При неудаче приведения к типу ссылки он передает исключение типа bad_cast.