Основы программирования

3.2.6 Свободная память

Именованный объект является либо статическим, либо автоматическим (см. #2.1.3). Статический объект размещается во время запуска программы и существует в течение всего выполнния программы. Автоматический объект размещается каждый раз при входе в его блок и существует только до тех пор, пока из этого блока не вышли. Однако часто бывает полезно создать нвый объект, существующий до тех пор, пока он не станет больше не нужен. В частности, часто полезно создать объект, который можно использовать после возврата из функции, где он создаеся. Такие объекты создает операция new, а впоследствии унитожать их можно операцией delete. Про объекты, выделенные с помощью операции new, говорят, что они в свободной памяти. Такими объектами обычно являются вершины деревьев или элеметы связанных списков, являющиеся частью большей структуры данных, размер которой не может быть известен на стадии копиляции. Рассмотрим, как можно было бы написать компилятор в духе написанного настольного калькулятора. Функции синтаксческого анализа могут строить древовидное представление выржений, которое будет использоваться при генерации кода. Например:

struct enode (* token_value oper; enode* left; enode* right; *);

enode* expr() (* enode* left = term();

for(;;) switch(curr_tok) (* case PLUS: case MINUS: get_token(); enode* n = new enode; n-»oper = curr_tok; n-»left = left; n-»right = term(); left = n; break; default: return left; *) *)

Получающееся дерево генератор кода может использовать например так:

void generate(enode* n) (* switch (n-»oper) (* case PLUS: // делает нечто соответствующее delete n; *) *)

Объект, созданный с помощью new, существует, пока он не будет явно уничтожен delete, после чего пространство, которое он занимал, опять может использоваться new. Никакого «сборщка мусора», который ищет объекты, на которые нет ссылок, и предоставляет их в распоряжение new, нет. Операция delete может применяться только к указателю, который был возвращен операцией new, или к нулю. Применение delete к нулю не вызвает никаких действий.

С помощью new можно также создавать вектора объектов. Например:

char* save_string(char* p) (* char* s = new char[strlen(p)+1]; strcpy(s,p); return s; *)

Следует заметить, что чтобы освободить пространство, вделенное new, delete должна иметь возможность определить размер выделенного объекта. Например:

int main(int argc, char* argv[]) (* if (argc « 2) exit(1); char* p = save_string(argv[1]); delete p; *)

Это приводит к тому, что объект, выделенный стандартной реализацией new, будет занимать больше места, чем статический объект (обычно, больше на одно слово).

Можно также явно указывать размер вектора в операции уничтожения delete. Например:

int main(int argc, char* argv[]) (* if (argc « 2) exit(1); int size = strlen(argv[1])+1; char* p = save_string(argv[1]); delete[size] p; *)

Заданный пользователем размер вектора игнорируется за исключением некоторых типов, определяемых пользователем (#5.5.5).

Операции свободной памяти реализуются функциями (#с.7.2.3):

void operator new(long); void operator delete(void*);

Стандартная реализация new не инициализирует возвращамый объект.

Что происходит, когда new не находит памяти для выделния? Поскольку даже виртуальная память конечна, это иногда должно происходить. Запрос вроде

char* p = new char[100000000];

как правило, приводит к каким-то неприятностям. Когда у new ничего не получается, она вызывает функцию, указываемую указателем _new_handler (указатели на функции обсуждаются в # 4.6.9). Вы можете задать указатель явно или использовать функцию set_new_handler(). Например:

#include «stream.h»

void out_of_store()

(* cerr «„ «операция new не прошла: за пределами памяти\n“; exit(1); *)

typedef void (*PF)(); // тип указатель на функцию

extern PF set_new_handler(PF);

main() (* set_new_handler(out_of_store); char* p = new char[100000000]; cout «„ "сделано, p = " «« long(p) «« «\n“; *)

как правило, не будет писать «сделано», а будет вместо этого выдавать

операция new не прошла: за пределами памяти

Функция _new_handler может делать и кое-что поумней, чем просто завершать выполнение программы. Если вы знаете, как работают new и delete, например, потому, что вы задали свои собственные operator new() и operator delete(), программа оработки может попытаться найти некоторое количество памяти, которое возвратит new. Другими словами, пользователь может сделать сборщик мусора, сделав, таким образом, использование delete необязательным. Но это, конечно, все-таки задача не для начинающего.

По историческим причинам new просто возвращает указатель 0, если она не может найти достаточное количество памяти и не был задан никакой _new_handler. Например

include «stream.h»

main() (* char* p = new char[100000000]; cout «„ "сделано, p = " «« long(p) «« «\n“; *)

выдаст

сделано, p = 0

Вам сделали предупреждение! Заметьте, что тот, кто задет _new_handler, берет на себя заботу по проверке истощения памяти при каждом использовании new в программе (за исключнием случая, когда пользователь задал отдельные подпрограммы для размещения объектов заданных типов, определяемых пользвателем, см. #5.5.6).