GotW #10 Memory Management - Part II
著者：Herb Sutter
翻译：kingofark
[声明]：本文内容取自www.gotw.ca网站上的Guru of the Week栏目，其著作权归原著者本人所有。译者kingofark在未经原著者本人同意的情况下翻译本文。本翻译内容仅供自学和参考用，请所有阅读过本文的人不要擅自转载、传播本翻译内容；下载本翻译内容的人请在阅读浏览后，立即删除其备份。译者kingofark对违反上述两条原则的人不负任何责任。特此声明。
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。
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