Assignment zero: C++ 内存管理

assignment 0 (warm up) requires using class template to implement a stack.

  1. 有关内存分配:Node class 和 Stack class是否都需要destructor?或者说什么时候需要destructor?
  2. 内存分配和释放内存是如何实现的?
  3. 两个指针指向同一个空间,delete一个指针,另一个指针是否还能用来访问?

这个需要从object的三种新建方式说起
CPP有三种新建变量的方式:

  1. 隐式调用构造函数 e.g. Node<int> a(6);
  2. 显式调用构造函数 e.g. Node<int> a = Node<int>(6);

这两种方法是等价的。都是把变量a新建在stack memory中。stack会自动管理变量的空间分配和销毁。

第三种方式:

  1. 用new 关键字 e.g. Node<int> a = new Node<int>(6);

newdelete这对关键字对应着C里面的melloc和free。http://blog.csdn.net/a852852852852/article/details/46908331

  • 使用new关键字时,系统在heap memory中开辟了一个空间,new变量的返回值是一个指针,指针指向那片空间。这就是为什么前两种新建变量的方式返回的是object,而第三种返回的是一个pointer。
  • 释放空间的方法就是delete ptr;其中ptr是new出来的指针。delete工作的原理是将delete的ptr指向的空间标记。系统就会知道这片空间现在是free的了 ----- 注意很tricky的地方是系统并不会去主动清空这个空间---等下回讨论。

现在再来回答之前的三个问题

  1. 有关内存分配:Node class 和 Stack class是否都需要destructor?或者说什么时候需要destructor?
  • 需要区别delete和destructor的区别:delete x; == x->~X(); free(x);
  • 只有new的东西才需要显示地delete。不然栈空间会自动变量的life cycle
  • 观察node的代码,发现node内部并没有new任何东西,所以node本身不需要destructor --- node内部的变量空间全部都会自行处理。
  • 而Stack class里面每次push时会new新的node出来。每个node都是在heap memory里面的独立空间,需要!!!单独!!!释放。 ----- 每个node对应的空间与指向其的pointer直接关联,所以要删除每个node,需要依次delete每个node的指针。显然stack是需要析构函数的。
  1. 内存分配和释放内存是如何实现的?
    trivial now.
  1. 两个指针指向同一个空间,delete一个指针,另一个指针是否还能用来访问?
    这是一个很tricky的问题:
    Node<int> * ptr1 = new Node<int>(6);
    Node<int> * ptr2 = ptr1;
    delete ptr1;
    //delete ptr2;
    cout << ptr2->getData() << endl;

execution result:

Node is being created
Node is being deleted
6

注意虽然 ptr1 被delete后,ptr2仍然能够访问相应的对空间,但是该访问是【非法的】!。因为ptr1被释放后,该space已经被标记。虽然这个案例里面ptr2访问确实输出的正确结果,但那是因为这段代码很短。如果在ptr1释放后由其他程序执行占据了该空间,则ptr2访问的结果就会出错。 anyway,ptr2的访问是不应该执行的操作。

  • 除了上面那个问题,还有一个问题:空间释放应该在哪里做。

对来说,一旦有pointer不再被调用,就需要把该指针delete掉。
比如stack pop时,原来 head指针所指向的node在pop后就会变成野指针,需要delete掉。这里的指针delete与整个类的destructor是完全无关的。

Assignment 0 总结

file transfer from local to remote server: Ref: scp /Users/yuhuitong/RiceCourses/18_Spring/DataBaseImpl/hw1/A0.zip yt30@ssh.clear.rice.edu:~/A0.zip
Notice for the local path, one should include file name as well!

scp /Users/yuhuitong/RiceCourses/18_Spring/DataBaseImpl/hw1/A0.zip yt30@ssh.clear.rice.edu:~/A0.zip
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