《编写高质量代码：改善C++程序的150个建议》读书笔记3

古城微笑少年丶 2023-10-16 23:04 36阅读 0赞

## 笔记3 ##

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**0. 开始讲了一个比较有趣的事情，是关于VS编译器中经常会出现的两个汉字“烫”和“屯”。**

看下面的示例：

int main() {
    	puts((char*)malloc(100));
    	return 0;
    }

运行程序的结果如下：

![20160229233445210][]

再看编译产生的二进制，可以看到这个二进制里面有很多的烫。

原因主要是，在VS中，栈空间在未初始化的时候默认值是0xCC，而堆在未初始化的值是0xCD，而0xCCCC在GBK编码中对应的是“烫”，0xCDCD是“屯”。

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**1. new/delete和new\[\]/delete\[\]配对使用。**

new和delete有两种形式，一种后面有\[\]，一种没有。后者用来申请对象数组，具体格式是：

class CLS {
    public:
    	CLS() {}
    	CLS(int i) {}
    };
    int main() {
    	CLS *c1 = new CLS();
    	CLS *c2 = new CLS[3];
    }

基本上，使用new\[\]只能使用默认的构造函数，比如上面的例子，如果没有CLS()\{\}，编译就会失败。

另外，对于内置类型数组，使用delete和delete\[\]没有区别，不过还是建议使用delete\[\]。

int *a = new int[10];
    	delete[] a;

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**2. new有三种形态。**

1) new：这个就是我们平常使用的new。

2) operator new：这个是用来单独分配内存的，它其实就是一个普通的操作符。有一个全局的，另外还可以在类中重载。

3) placement new：这个用来在已有的内存上选择执行合适的构造函数。它是C++标准库的一部分，在<new>中声明，因此使用时要\#include <new>。对应的有一个placement delete。

使用单独的new实际上会调用到后面的operator new和placement new，下面是使用operator new和placement new的例子：

#include <iostream>
    #include <new>
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    class CLS {
    public:
    	CLS() {}
    	CLS(int i) {}
    };
    int main() {
    	void *a = operator new(sizeof(CLS));
    	CLS *c = static_cast<CLS *>(a);
    	new(a)CLS(1);
    	return 0;
    }

new(a)CLS(1)就是placement new，它的声明在VS中位于vcruntime\_new.h中：

#ifndef __PLACEMENT_NEW_INLINE
        #define __PLACEMENT_NEW_INLINE
        _Ret_notnull_ _Post_writable_byte_size_(_Size)
        inline void* __CRTDECL operator new(size_t _Size, _Writable_bytes_(_Size) void* _Where) throw()
        {
            (void)_Size;
            return _Where;
        }
    
        inline void __CRTDECL operator delete(void*, void*) throw()
        {
            return;
        }
    #endif

下面是operator new的一个重载：

#include <iostream>
    #include <new>
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    class CLS {
    public:
    	CLS() {}
    	CLS(int i) {
    		cout << "CLS(int i)" << endl;
    	}
    	void* operator new(size_t size){
    		cout << "operator new override" << endl;
    		::operator new(size);
    	}
    	//这个也要写，不然new(a)CLS(1);报错
    	void* operator new(size_t size, void *where){
    		(void)size;
    		return where;
    	}	
    	//既然new重载了，delete最好也重载
    	//略
    };
    int main() {
    	void *a = operator new(sizeof(CLS));
    	CLS *c = static_cast<CLS *>(a);
    	new(a)CLS(1);
    	return 0;
    }

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**3. 注意new失败的情况。**

以前new失败会返回NULL，这是为了跟C语言匹配。

后来改成抛出错误。

再后来又加了一个重载的operator new版本称为nothrow new，就是把抛出异常部分包装起来并返回了NULL。

所以用来处理new失败有两种方法：

class CLS {
    public:
    	CLS() {}
    	CLS(int i) {}
    };
    int main() {
    	//方式1
    	CLS *c = new (std::nothrow) CLS();
    	if (NULL == c) {
    		return -1;
    	}
    	//方式2
    	try {
    		CLS *c2 = new CLS();
    	}
    	catch (const std::bad_alloc &e) {
    		(void)e;
    		return -1;
    	}
    }

不过方式1只能保证operator new部分不出问题，但是如果之后的构造函数在执行时还是使用了没有std::nothrow版本的new，那么还会因为没有足够内存而抛出bad\_alloc，这样的话后面的if(NULL == c)判断也就没有什么意义了。

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**4. new失败后并不会直接返回，而是与一个或多个new\_handle()被执行。**

new\_handler的形式如下：(VS中的<new>文件)

#if !defined(_INC_NEW) || !defined(_MSC_EXTENSIONS)
    // handler for operator new failures
    typedef void (__CLRCALL_PURE_OR_CDECL * new_handler) ();
     #endif /* !defined(_INC_NEW) || !defined(_MSC_EXTENSIONS) */

new\_handler大致做的事情有以下一些：

1) 尝试获取到更多的内存；

2) 使用set\_new\_handler安装下一个new\_handler。因为operator new会在失败时执行多次，那么new\_handler也可以执行多次，也一个new\_handler里面安装另一个之后，下一次就会执行新安装的new\_handler；

3) 到最后new\_handler都没有效果，就直接装个NULL，实际上就不是卸载了new\_handler；

4) 之后就抛出异常；

5) 或者直接abort()或者exit()结束程序。

另外，可以为不同的类实现自己的new\_handler，这个先不深究。

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**5. 检测内存泄漏的一些工具，可以去了解下。**

MS C-Runtime Library/BoundsChecker/Insure++/Rational Purify/Valgrind。

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**6. 重载operator new/delete的一些注意点。**

为什么要重载？

因为系统默认的版本效率低，可能导致内存碎片化太严重；或者在某些特殊的应用下就需要自定义的版本。另外，重载后的版本还可以加入额外的功能，如检测代码中的内存错误或者获得内存使用的统计数据等。

如何实现？

1) 重载的opeartor new必须是全局函数或者类函数，如果是类函数，还必须是静态的，因为它需要独立于单个的类实例存在。(但实际上在VS2015中并不需要static，可以看上面的例子)

2) 一个全局opeartor new的例子：(heap\_alloc()和CallNewHandler()还需要具体实现)

void* operator new(size_t size){
    	if (0 == size)
    		size = 1;//C++标准中规定，如果内存大小是0的时候也应该返回有效的内存地址
    	void *res;
    	for (;;) {
    		res = heap_alloc(size);
    		if (res)
    			break;
    		if (!CallNewHandler(size))
    			break;
    	}
    	return res;
    }

3) 一个全局opeartor delete的例子：

void operator delete(void *p) {
    	if (NULL == p) {//C++标准规定删除一个NULL指针是安全的
    		return;
    	}
    	free(p);
    }

4) 重载opeartor new/delete的使用参数也可以变，只要保证第一个参数是size\_t。

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**7. 使用智能指针。**

这个是个需要深入研究的，这里先不展开。

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**8. 使用内存池来提供内存分配的效率。**

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