Effective C++条款16——成对使用new和delete时要采取相同形式(资源管理)

以下动作有什么错?

std::string* stringArray = new std::string[100];
// ...
delete stringArray;

每件事看起来都井然有序。使用了new,也搭配了对应的 delete。但还是有某样东西完全错误:你的程序行为不明确(未有定义)。最低限度,stringArray所含的100个string对象中的99个不太可能被适当删除,因为它们的析构函数很可能没被调用。

当你使用new(也就是通过new动态生成一个对象),有两件事发生。第一,内存被分配出来(通过名为operator new的函数,见条款49和条款51)。第二,针对此内存会有一个(或更多)构造函数被调用。当你使用delete,也有两件事发生:针对此内存会有一个(或更多〉析构函数被调用,然后内存才被释放(通过名为operator delete的函数,见条款51)。delete的最大问题在于:即将被删除的内存之内究竟存有多少对象﹖这个问题的答案决定了有多少个析构函数必须被调用起来。

实际上这个问题可以更简单些:即将被删除的那个指针,所指的是单一对象或对象数组?这是个必不可缺的问题,因为单一对象的内存布局一般而言不同于数组的内存布局。更明确地说,数组所用的内存通常还包括“数组大小”的记录,以便delete知道需要调用多少次析构函数。单一对象的内存则没有这笔记录。你可以把两种不同的内存布局想象如下,其中n是数组大小;

当然啦,这只是个例子。编译器不需非得这么实现不可,虽然很多编译器的确是这样做的。

当你对着一个指针使用delete,唯一能够让delete知道内存中是否存在一个“数组大小记录”的办法就是:由你来告诉它。如果你使用delete 时加上中括号(方括号),delete便认定指针指向一个数组,否则它便认定指针指向单对象:

std::string* stringPtr1 = new std::string;
std::string* stringPtr2 = new std::string[100];
// ...
delete stringPtr1;        // 删除一个对象
delete [] stringPtr2;     // 删除一个由对象组成的数组

如果你对stringPtr1使用"delete []”形式,会发生什么事?结果未有定义,但不太可能让人愉快。假设内存布局如上,delete会读取若干内存并将它解释为“数组大小”,然后开始多次调用析构函数,浑然不知它所处理的那块内存不但不是个数组,也或许并未持有它正忙着销毁的那种类型的对象。

如果你没有对stringPtr2使用"delete []"形式,又会发生什么事呢?唔,其结果亦未有定义,但你可以猜想可能导致太少的析构函数被调用。犹有进者,这对内置类型如int者亦未有定义(甚至有害),即使这类类型并没有析构函数。

游戏规则很简单:如果你调用new时使用[],你必须在对应调用delete时也使用[ ]。如果你调用new时没有使用[],那么也不该在对应调用delete时使用[]。

当你撰写的class含有一个指针指向动态分配内存,并提供多个构造函数时,.上述规则尤其重要,因为这种情况下你必须小心地在所有构造函数中使用相同形式的new将指针成员初始化。如果没这样做,又如何知道该在析构函数中使用什么形式的delete呢?

这个规则对于喜欢使用typedef的人也很重要,因为它意味typedef的作者必须说清楚,当程序员以new创建该种typedef类型对象时,该以哪一种delete形式删除之。考虑下面这个typedef:

typedef std::string AddressLines[4];        // 每个人的地址由4行// 每行是一个string

由于AddressLines是个数组,如果这样使用new:

std::string* pal = new AddressLines;    // 注意,"new AddressLines"返回一个// string*,就像"new string[4]"一样

那就必须匹配“数组形式”的delete:

delete pal;            // 行为未有定义
delete [] pal;         // 很好

为避免诸如此类的错误,最好尽量不要对数组形式做typedefs 动作。这很容易达成,因为C++创ET主加你可以将本例的AddressLines定义为"由 Stitng数组的需求降至几乎为零。例如你可以将本例的AddressLines定义为“由strings组成的一个vector”,也就是其类型为vector<string>。

请记住

  • 如果你在new表达式中使用[],必须在相应的celete表达式中也使用[]。如果你在new表达式中不使用[],一定不要在相应的delete表达式中使用[ ]。

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