STL源码剖析（五）构造和析构的基本工具

爱被打了一巴掌 2023-10-11 09:17 15阅读 0赞

# STL源码剖析（五）构造和析构的基本工具 #

### 文章目录 ###

*  STL源码剖析（五）构造和析构的基本工具
 *   *  一、如何将对象的内存分配释放与构造析构分开？
     *  二、construct
     *  三、destroy

在C++中，使用new运算符的时候，会先为对象分配内存，然后再调用其构造函数。STL为了更加灵活， `将内存的分配和对象的构造函数调用分开`，前面我们所谈到的空间配置器只负责内存的分配和释放，STL为对象的构造和析构提供了两个全局函数 `construct()`、 `destroy()`，在容器中会使用空间配置器来分配和释放内存，然后调用这两个全局函数来构造和析构对象

## 一、如何将对象的内存分配释放与构造析构分开？ ##

在看STL的源码前，我们先来看一看，是如何将对象的内存分配与构造析构分开的

关于对象的内存分配与释放，直接使用`malloc`和`free`即可，但是`malloc`和`free`只会分配内存，并不会调用对象的构造函数和析构函数

先看一下如何调用对象的构造函数

假设我们有一个类A

class A
    {
    public:
        A()
        {
            std::cout<<"A construct"<<std::endl;
        }
    
        ~A()
        {
            std::cout<<"A destroy"<<std::endl;
        }
    };

首先我们分配一个A对象的内存

A* a = malloc(sizeof(A));

我们无法向调用成员函数的方法去调用A的构造函数，这个语法是C++不允许的

a->A(); //C++不允许

C++提供了一个操作符，叫做`placement new`，其语法如下

new(T*) construct();

如我们要调用a的构造函数，可以这么做

new(a) A();

那么调用析构函数应该怎么做呢？

调用析构函数就简单多了，只需要像调用成员函数一样就行，如下

a->~A();

完整的程序如下，你可以试着自己运行以下

#include <iostream>
    #include <stdlib.h>
    
    class A
    {
    public:
        A()
        {
            std::cout<<"A construct"<<std::endl;
        }
    
        ~A()
        {
            std::cout<<"A destroy"<<std::endl;
        }
    };
    
    int main(int argc, char* argv[])
    {
        /* 分配内存 */
        A* a = (A*)malloc(sizeof(A));
        
        /* 调用构造函数 */
        new(a) A();
    
        
        
        /* 调用析构函数 */
        a->~A();
        
        /* 释放内存 */
        free(a);
    
        return 0;
    }

## 二、construct ##

construct较为简单，它是一个函数模板，直接调用`placement new`

template <class T1, class T2>
    inline void construct(T1* p, const T2& value) {
      new (p) T1(value);  
    }

## 三、destroy ##

destroy比较复杂， destroy实现了两个版本，第一个版本参数为一个指针，这个实现就很简单了，只是调用的析构函数，如下

template <class T>
    inline void destroy(T* pointer) {
        pointer->~T();
    }

第二个版本较为复杂，它接收两个迭代器，指示要析构对象的范围，其实现如下

template <class ForwardIterator>
    inline void destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last) {
      __destroy(first, last, value_type(first));
    }

此外还实现了另外两个特化版本

inline void destroy(char*, char*) {}
    inline void destroy(wchar_t*, wchar_t*) {}

我们再来看一下`__destroy(first, last, value_type(first))`调用，其中`value_type`是获取迭代器所指向对象的类型，这一部分是通过`traits`机制实现，这部分我们以后会再具体讲解

`__destroy`的实现如下

template <class ForwardIterator, class T>
    inline void __destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last, T*) {
      typedef typename __type_traits<T>::has_trivial_destructor trivial_destructor;
      __destroy_aux(first, last, trivial_destructor());
    }

其中通过`trivial_destructor()`获取此对象是否不需要被析构，它是通过`traits`机制获取的，我们之后会讲解，这里暂且知道其作用就足够了

根据`trivial_destructor`返回类型的不同，定义了两个版本的`__destroy_aux`，一个是对象需要被析构，一个是对象不需要被析构，如下

template <class ForwardIterator>
    inline void
    __destroy_aux(ForwardIterator first, ForwardIterator last, __false_type) {
      for ( ; first < last; ++first)
        destroy(&*first);
    }
    
    template <class ForwardIterator> 
    inline void __destroy_aux(ForwardIterator, ForwardIterator, __true_type) {}

整一个关系如下所示

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