C++ Memory System Part3 : 优化

2024-01-16 13:19:34

自定义new和delete操作，其中针对deleteArray的问题还有需要优化的地方。我们这次就针对POD类型进行一次优化。

下面的代码是针对POD类型的模板函数实现，分别为NewArrayPOD和DeleteArrayPOD:

复制代码
template <typename T, class ARENA>
T* NewArrayPOD(ARENA& arena, size_t N, const char* file, int line)
{
return static_cast(arena.Allocate(sizeof(T)*N, file, line));
}

template <typename T, class ARENA>
void DeleteArrayPOD(T* ptr, ARENA& arena)
{
arena.Free(ptr);
}
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从上面可以看出，针对POD类型，我们不需要调用析构函数，只需要将内存释放即可，所以其区别于非POD类型。但是如果实现了POD和非POD两个版本的函数，该如何让我们的宏根据类型自己调用合适的函数呢？

我们采用的方式是放弃NewArrayPOD和DeleteArrayPOD这种另外实现一个函数的方式，而是重载NewArray和DeleteArray函数，使宏根据参数来正确调用对应的函数。我们首先要实现的是一个traits-class，它用来判断一个类型是不是POD类型。这可以通过定义一个基础模板类和一些特化版本来实现，代码如下：

复制代码
template
struct IsPOD
{
static const bool Value = false;
};

template <>
struct IsPOD
{
static const bool Value = true;
};

// etc.
复制代码
对于任何一个给定的类型T，我们可以通过编译期常量IsPOD::value来确定T是否为一个POD类型。当然了，如果使用了C++11及以后的标准，标准库中就实现了std::is_pod。

两个重载版本的函数实现如下：

复制代码
template <typename T, class ARENA>
T* NewArray(ARENA& arena, size_t N, const char* file, int line, NonPODType)
{
// implementation for non-POD types
}

template <typename T, class ARENA>
T* NewArray(ARENA& arena, size_t N, const char* file, int line, PODType)
{
// implementation for POD types
}

template <typename T, class ARENA>
void DeleteArray(T* ptr, ARENA& arena, NonPODType)
{
// implementation for non-POD types
}

template <typename T, class ARENA>
void DeleteArray(T* ptr, ARENA& arena, PODType)
{
// implementation for POD types
}
复制代码

当然了，看到上面的代码后，你可能会问，C++的重载是根据类型来的，又不是根据值，我们不能只通过一个true和一个false来重载函数。所以为了让上面的代码能够正确工作，我们需要再实现一个模板黑魔法称为type-based dispatching。

复制代码
template
struct IntToType
{
};

typedef IntToType NonPODType;
typedef IntToType PODType;
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这样，我们就可以将上一节中的宏定义修改为：

// old version

define ME_NEW_ARRAY(type, arena) NewArray<TypeAndCount::Type>(arena, TypeAndCount::Count, FILE, LINE)

// new version

define ME_NEW_ARRAY(type, arena) NewArray<TypeAndCount::Type>(arena, TypeAndCount::Count, FILE, LINE, IntToType<IsPOD<TypeAndCount::Type>::Value>())

有点小长，但是如果理解了背后的技巧和原理，实现起来其实并不复杂。但是我们还有最后一个问题，就是在宏定义#define OM_DELETE_ARRAY(object, arena) DeleteArray(object, arena)中不能直接使用Is_POD方法，因为obejct本身是一个值，不是一个一个类型，我们又不想显式的再用一个参数来制定类型，因为编译器已经知道了类型，所以我们要做的就是让编译器自己推到出类型再调用DeleteArray函数，所以我们只需将DeleteArray函数封装在一个模板函数中，就可以实现这一点，代码如下：

template <typename T, class ARENA>
void DeleteArray(T* ptr, ARENA& arena)
{
DeleteArray(ptr, arena, IntToType<IsPOD::Value>());
}

码农公寓

define ME_NEW_ARRAY(type, arena) NewArray<TypeAndCount::Type>(arena, TypeAndCount::Count, FILE, LINE)

define ME_NEW_ARRAY(type, arena) NewArray<TypeAndCount::Type>(arena, TypeAndCount::Count, FILE, LINE, IntToType<IsPOD<TypeAndCount::Type>::Value>())

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