【C/C++】シンプルな共有ポインタを手で書く

C++ Primer (中国語版) 453 ページ、値のように動作するクラス

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<unordered_map>
#include<limits.h>
#include<memory>

using namespace std;

class Hello {
    
    
public:
    explicit Hello(const string &s) : ps(new string(s)), i(5) {
    
    }
    Hello(const Hello &ins) : ps(new string(*ins.ps)), i(ins.i) {
    
    }
    Hello& operator=(const Hello&);
private:
    string *ps;
    int i;
};

// self-assignment
Hello& Hello::operator=(const Hello &rhs) {
    
    
    string *newp = new string(*rhs.ps);
    delete ps;
    ps = newp;
    i = rhs.i;
    return *this;
}

C++ Primer (中国語版) 455 ページ、ポインターのように動作するクラス (共有ポインター)

template<class T>
class MyPtr
{
    
    
private:
    T *ptr;
    size_t *use;
public:
    MyPtr() : ptr(nullptr), use(new size_t(1)) {
    
    }
    explicit MyPtr(T *t) : ptr(t), use(new size_t(1)) {
    
    }
    MyPtr(const MyPtr<T> &ins) : ptr(ins.ptr), use(ins.use) {
    
    
        ++*use;
    }
    MyPtr<T>& operator=(const MyPtr<T> &rhs);
    T& operator*() {
    
    
        return *ptr;
    }
    T* operator->() {
    
    
        return ptr;
    }
    ~MyPtr();
};

template<class T>
MyPtr<T> mymake_shared(const T &t) {
    
    
    return MyPtr<T>(new T(t));
}

template<class T>
MyPtr<T>& MyPtr<T>::operator=(const MyPtr<T> &rhs) {
    
    
    ++*rhs.use;
    --*use;
    if (*use == 0) {
    
    
        delete ptr;
        delete use;
    }
    use = rhs.use;
    ptr = rhs.ptr;
    return *this;
}

template<class T>
MyPtr<T>::~MyPtr() {
    
    
    // --*use;
    if (--*use == 0) {
    
    
        delete ptr;
        delete use;
    }
}

int main() {
    
    
    MyPtr<string> p1 = mymake_shared<string>("12121");
    MyPtr<string> p2(p1);
    p2 = p1;
    cout << *p1 << "\n" << p1->back() << endl;
    // 开 debug，可以发现 return 语句之后会自动析构 p2 和 p1，不会有内存泄露
    return 0;
}

valgrind ツールを使用してメモリリークをチェックする

valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./hello

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ローカル変数の破棄の順序について:

ローカル変数: スコープを離れた後、それらは自動的に破棄され、破棄の順序は宣言の順序と逆になります。
ローカル静的変数: スコープはローカル変数と同じですが、スコープを離れた後、メイン関数の終了または終了まで破棄されません。
グローバル変数: ファイル全体で main の前に構築され、main の実行または exit が呼び出された後に破棄されます
グローバル静的変数: スコープはグローバル変数のスコープと同じです

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スタック内のローカル変数の順序について:

デフォルトでは、 gcc コンパイルはスタック保護を使用します。これにより、最初にローカル変数が定義されてからスタックにプッシュされます。
スタック保護をオフにして gcc をコンパイルする-fno-stack-protectorと、ローカル変数が最初に定義されてからスタックにプッシュされます。

gcc は 32 ビットプログラムをコンパイルし-m32、push を使用してパラメーターをスタックにプッシュします (esp は自動的に 4 ずつ減分されます)。そのため、関数が呼び出されると、ebp ポインターはパラメーターの上にあり、その下にローカル変数があります。call は 2 つのことを行います。1 つは戻りアドレスをスタックにプッシュすることで、もう 1 つは関数に入って命令を実行することです。return の値はレジスタを介して返されます。
leave 命令、この命令は、関数の先頭にある push %ebp と mov %esp, %ebp の逆操作です。

ebp の値を esp に割り当てます。
esp が指すスタックの一番上に foo 関数のスタックフレームの ebp が保持され、この値を ebp に戻し、esp を 4 増やします。

最後に、call 命令の逆である ret 命令があります。

esp が指すスタックの一番上に戻りアドレスが保持され、この値を eip に戻し、esp を 4 増やすと、esp の値は 0xbffff3e0 になります。
プログラムカウンター eip が変更されるため、リターンアドレス 0x80483c2 にジャンプして実行を継続します。

以下を参照してください

gcc compiles a 64-bit program, pushes the stack without parameters, and the parameters will be passed to the top of the function call stack (above rsp) through registers. rbp ポインターの下には、最初にローカル変数があり、次にパラメーターがあります。

https://z.itpub.net/article/detail/50503CAA1CDDA808A925D5758BD1B0A4

次のコードを gdb のデバッグに使用できます。

gcc -g -m32 -o hello hello.c
gdb ./hello
>(gdb) disassemble main
>(gdb) disassemble caller
>(gdb) disassemble swap_add

int swap_add(int *xp, int *yp)
{
    
    
    int x = *xp;
    int y = *yp;
    *xp = y;
    *yp = x;
    return x + y;
}

int caller(int x, int y)
{
    
    
    int arg1 = x;
    int arg2 = y;
    int sum = swap_add(&arg2, &arg1);
    int diff = arg1 - arg2;
    return sum * diff;
}

int main() {
    
    
    const char *p1 = "121212";
    const char *p2 = "324345";
    int x = 1;
    int y = 2;
    int z = 3;
    caller(x, y);
    int m = 10;
    int n = 12;
    return 0;
}

【C/C++】シンプルな共有ポインタを手で書く

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