Инициализация массива, распределенного из хипа *
По умолчанию инициализация массива объектов, распределенного из хипа, проходит в два этапа: выделение памяти для массива, к каждому элементу которого применяется конструктор по умолчанию, если он определен, и последующее присваивание значения каждому элементу.
Чтобы свести инициализацию к одному шагу, программист должен вмешаться и поддержать следующую семантику: задать начальные значения для всех или некоторых элементов массива и гарантировать применение конструктора по умолчанию для тех элементов, начальные значения которых не заданы. Ниже приведено одно из возможных программных решений, где используется оператор размещения new:
#include <utility>
#include <vector >
#include <new>
#include <cstddef>
#include "Accounts.h"
typedef pair<char*, double> value_pair;
/* init_heap_array()
* объявлена как статическая функция-член
* обеспечивает выделение памяти из хипа и инициализацию
* массива объектов
* init_values: пары начальных значений элементов массива
* elem_count: число элементов в массиве
* если 0, то размером массива считается размер вектора
* init_values
*/
Account*
Account::
init_heap_array(
vector<value_pair> &init_values,
vector<value_pair>::size_type elem_count = 0 )
{
vector<value_pair>::size_type
vec_size = init_value.size();
if ( vec_size == 0 && elem_count == 0 )
return 0;
// размер массива равен либо elem_count,
// либо, если elem_count == 0, размеру вектора ...
size_t elems = elem_count
? elem_count : vec_size();
// получить блок памяти для размещения массива
char *p = new char[sizeof(Account)*elems];
// по отдельности инициализировать каждый элемент массива
int offset = sizeof( Account );
for ( int ix = 0; ix < elems; ++ix )
{
// смещение ix-ого элемента
// если пара начальных значений задана,
// передать ее конструктору;
// в противном случае вызвать конструктор по умолчанию
if ( ix < vec_size )
new( p+offset*ix ) Account( init_values[ix].first,
init_values[ix].second );
else new( p+offset*ix ) Account;
}
// отлично: элементы распределены и инициализированы;
// вернуть указатель на первый элемент
return (Account*)p;
}
Необходимо заранее выделить блок памяти, достаточный для хранения запрошенного массива, как массив байт, чтобы избежать применения к каждому элементу конструктора по умолчанию. Это делается в такой инструкции:
char *p = new char[sizeof(Account)*elems];
Далее программа в цикле обходит этот блок, присваивая на каждой итерации переменной p адрес следующего элемента и вызывая либо конструктор с двумя параметрами, если задана пара начальных значений, либо конструктор по умолчанию:
for ( int ix = 0; ix < elems; ++ix )
{
if ( ix < vec_size )
new( p+offset*ix ) Account( init_values[ix].first,
init_values[ix].second );
else new( p+offset*ix ) Account;
}
В разделе 14.3 говорилось, что оператор размещения new позволяет применить конструктор класса к уже выделенной области памяти. В данном случае мы используем new для поочередного применения конструктора класса Account к каждому из выделенных элементов массива. Поскольку при создании инициализированного массива мы подменили стандартный механизм выделения памяти, то должны сами позаботиться о ее освобождении. Оператор delete работать не будет:
delete [] ps;
Почему? Потому что ps (мы предполагаем, что эта переменная была инициализирована вызовом init_heap_array()) указывает на блок памяти, полученный не с помощью стандартного оператора new, поэтому число элементов в массиве компилятору неизвестно. Так что всю работу придется сделать самим:
void
Account::
dealloc_heap_array( Account *ps, size_t elems )
{
for ( int ix = 0; ix < elems; ++ix )
ps[ix].Account::~Account();
delete [] reinterpret_cast<char*>(ps);
}
Если в функции инициализации мы пользовались арифметическими операциями над указателями для доступа к элементам:
new( p+offset*ix ) Account;
то здесь мы обращаемся к ним, задавая индекс в массиве ps:
ps[ix].Account::~Account();
Хотя и ps, и p адресуют одну и ту же область памяти, ps объявлен как указатель на объект класса Account, а p – как указатель на char. Индексирование p дало бы ix-й байт, а не ix-й объект класса Account. Поскольку с p ассоциирован не тот тип, что нужно, арифметические операции над указателями приходится программировать самостоятельно.
Мы объявляем обе функции статическими членами класса:
typedef pair<char*, double> value_pair;
class Account {
public:
// ...
static Account* init_heap_array(
vector<value_pair> &init_values,
vector<value_pair>::size_type elem_count = 0 );
static void dealloc_heap_array( Account*, size_t );
// ...
};
