重载new,delete , RTTI,类成员指针

重载new,delete 

执行过程

重载new,delete 和普通的运算符重载不同,并非重载new,delete 的行为,而是改变内存分配的方式,将对象放置在特定的内存空间中

new运算符操作:

  1. 调用STL标准模板库的重载operator new或operator new []函数,分配足够大的未命名内存
  2. 运行相应构造函数
  3. 返回指向对象的指针

delete运算符操作:

  1. 运行相应折构函数、
  2. 调用STL标准模板库的重载operator delete或operator delete[]函数,释放内存空间

因此可以看出我们重载new,delete将改变内存分配的方式

我们可以在全局作用域或类作用域中,自定义operator new或operator delete的版本,如果查找到自定义版本,将会使用这个版本,而非使用标准库版本

重载new,delete

标准库版本:

总共8个版本,其中没有nothrow_t&的可能会抛出异常,我们可以自定义其中任一一个,对于不抛出异常的我们使用noexcept指明不抛出异常

当重载版本作为类成员时,隐式的为static,因为new在构造函数前,delete在折构函数后执行,都不能属于任何类对象

new接受size_t实参,且不能含有默认实参,返回类型为void*,表示把指定大小的字节数传递给size_t形参

对于new我们可以提供额外的形参,需要使用定位new形式

delete接受void*实参,表示这个指针指向的内存将被释放掉

当delete作为类成员,还可以包含另一个size_t的形参,初始值是void*指针所指对象的字节数,有了size_t形参我们可以删除继承体系中的对象

malloc , free

我们重载了new,delete后,还要定义函数的行为,分配和释放内存

malloc(size_t)返回分配空间的指针

free(void*)将相关内存返回给系统

定位new

定位new允许我们向new传递额外的参数,我们可以提供一个指针,

我们知道调用new或delete运算符都会调用相应的operator版本,对于这里也一样,会调用operator new(size_t ,  void*)版本,注意这个版本不允许用户自定义,并且这个版本并不会分配内存,

它会在指针(指向已经分配了内存的地址)实参,初始化size_t字节的对象,也就是它仅构造对象,而不会分配内存

RTTI运行时类型识别

dynamic_cast运算符

dynamic_cast(e)

这里的type必须是类类型,

e可以为有效指针,也可以为左值或右值,同样对应的type也是对应的类型

e可以为type的派生类或基类或同样的类型

e将被转换为type*类型,如果转换失败,结果为0,如果type是引用,抛出bad_cast异常

typeid运算符

typeid(e)e可以为任意表达式,返回对象的类型,type_info

type_info没有默认构造,拷贝,赋值都被定义为删除,也就是无法定义或拷贝type_info类型的对象,我们仅能通过typeid创建它

返回类型:

  1. 会忽略顶层const
  2. e为引用,返回引用对象的类型
  3. 如果是数组或函数或指针等,不会类型转换,也就是指针返回指针类型
  4. e为类类型,且不包含虚函数,返回e的静态类型,否则返回e的动态类型

类成员指针

成员指针并非指向一个对象,而是指向类的成员,对于类的静态成员,我们无需定义指向它们的指针,因为它不属于任何对象,我们可以直接(::)访问

对于成员指针,可以直接访问类的非静态成员,在没有创建类对象前(虽然需要通过类对象调用),这样做具有通用性

数据成员指针

const type classname::*p;

声明一个数据成员指针需要指明所属的类

p = & classname::memberName;

初始化或赋值,也要指明所属的类的成员,这里&将成员的地址赋给指针,要注意的是,这个过程并不指定成员所属的类对象

classname class;  class.*p; 或 classname* class;  class->*p

当使用数据成员指针指向的数据时,需要通过成员指针访问符.*或*p(其实就是指明了类对象,通过*解引用获取这个类对象的p所指向的成员)

对于类成员来说,通常为private的,因此我们需要创建函数来访问,这个函数返回指向classname::memberName的数据成员指针

成员函数指针

无论数据成员指针还是成员函数指针,都可以通过auto自动推断类型,但是如果函数有重载版本,必须显示的声明成员函数指针

ReturnType (classname::*p)  (形参列表……)

这里p必须加括号,和函数指针一样,否则将解释为普通函数,不能通过classname::形式直接访问类成员

classname class;  (class.*p)(实参列表); 或 classname* class; ( class->*p)(实参列表)

注意这里p必须加括号,因为调用运算符优先级高于成员指针访问符,将被解释为 class->*(p(实参列表)),p是指针,无法向函数一样调用

成员指针别名

使用using或typedef可以让指针更容易使用,

函数表:存储函数指针的数组

生成可调用对象

如果想通过成员函数指针使用指向的函数,必须通过成员指针访问符.*或*p,因此成员函数和函数指针不同,它不是一个可调用对象,因此也不能作为算法的谓词,或其他形式

std::function

function< return (形参类型列表……) > f = &classname::memberName

比如传入迭代器时,隐式的写法应为f(*it),这里*it作为*this的实参,显示的写法为(*it).*p

mem_fn

mem_fn可以让编译器推断成员类型,因此不用显示指定

bind

还可以用bind生成可调用对象

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