stack与heap、new的内存分配、static对象。(effective c++ 04)
阅读effective c++ 04 （30页） 提到的static对象和堆与栈对象。“不同编译单元内定义的non-local static对象”。
了解一下。
目录
1.動態分配所得的內存塊 (memory block), in VC
3.array new 一定要搭配 array delete
2.两个编译单元中的non-local static object相互引用
stack与heap
1.Stack
存在於某作用域 (scope) 的一塊內存空間(memory space)。例如當你調用函數，函數本身即會形成一個 stack 用來放置它所接收的參數，以及返回地址。在函數本體 (function body) 內聲明的任何變量，其所使用的內存塊都取自上述 stack。
2.Heap 或謂 system heap
指由操作系統提供的一塊 global 內存空間，程序可動態分配 (dynamic allocated) 從某中獲得若干區塊 (blocks)。
3.例子
class Complex { … };
...
{
Complex c1(1,2);
Complex* p = new Complex(3);
}
1.构造函数型 （stack）
c1 所佔用的空間來自 stack。
2.new型 （heap 動態分配）
Complex(3) 是個臨時對象，其所佔用的空間乃是以 new 自 heap 動態分配而得，並由 p 指向。
4.构造函数型 （stack）
1.stack objects 的生命期
class Complex { ... };
...
{
Complex c1(1,2);
}
c1 便是所謂 stack object，其生命在作用域 (scope) 結束之際結束。
這種作用域內的 object，又稱為 auto object，因為它會被「自動」清理。
2.static local objects 的生命期
class Complex { … };
...
{
static Complex c2(1,2);
}c2 便是所謂 static object，其生命在作用域 (scope)結束之後仍然存在，直到整個程序結束。
3.global objects 的生命期
class Complex { … };
...
Complex c3(1,2);
int main()
{
...
}c3 便是所謂 global object，其生命在整個程序結束之後才結束。你也可以把它視為一種 static object，其作用域是「整個程序」。
5.new型 （heap 動態分配）
heap objects 的生命期
class Complex { … };
...
{
Complex* p = new Complex;
...
delete p;
}P 所指的便是 heap object，其生命在它被 deleted 之際結束。
class Complex { … };
...
{
Complex* p = new Complex;
}以上出現內存洩漏 (memory leak)，因為當作用域結束，p 所指的 heap object 仍然存在，但指針 p 的生命卻結束了，作用域之外再也看不到 p (也就沒機會 delete p）。
关于new型的内存分配
1.自定义类class型
1.new：先分配 memory, 再調用 ctor
Complex* pc = new Complex(1,2);編譯器轉化為
Complex *pc;
void* mem = operator new( sizeof(Complex) ); //分配內存
pc = static_cast<Complex*>(mem); //轉型
pc->Complex::Complex(1,2); //構造函數
2.delete：先調用 dtor, 再釋放 memory
Complex* pc = new Complex(1,2);
...
delete pc;編譯器轉化為
Complex::~Complex(pc); // 析構函數
operator delete(pc); // 釋放內存。其內部調用 free(pc)
2.String*型
1.new：先分配 memory, 再調用 ctor
String* ps = new String("Hello String("Hello");編譯器轉化為
String* ps;
void* mem = operator new( sizeof(String) ); //分配內存
ps = static_cast<String*>(mem); //轉型
ps->String::String("Hello"); //構造函數
2.delete：先調用 dtor, 再釋放 memory
String* ps = new String("Hello");
...
delete ps;編譯器轉化為
String::~String(ps); // 析構函數
operator delete(ps); // 釋放內存
3.动态分配
1.動態分配所得的內存塊 (memory block), in VC
2.動態分配所得的 array
3.array new 一定要搭配 array delete
String* p = new String[3];
...
delete[] p; //喚起3次dtor String* p = new String[3];
...
delete p; //喚起1次dtor
static对象
C++中的static对象是指存储区不属于stack和heap、"寿命"从被构造出来直至程序结束为止的对象，程序结束时static对象会自动销毁。
这些对象包括全局对象，定义于namespace作用域的对象，在class、function以及file作用域中被声明为static的对象。
其中，函数内的static对象称为local static 对象，而其它static对象称为non-local static对象。
1.何时被初始化(构造)
1.non-local static object
全局对象，定义于namespace作用域的对象，在class及file作用域中被声明为static，函数之外的对象。
生命期起始时间：在main()函数调用之前被构造初始化。
生命期终止时间：在main()函数结束后自动被析构。
2.local static object
指函数中用static修饰符修饰的object。
生命期起始时间：在函数第一次调用时构造初始化。
生命期终止时间：在main()函数结束后自动被析构。
2.两个编译单元中的non-local static object相互引用
注意：在同一个文件或不同编译单元（不同文件）中，如果存在多个non-local static object，它们都是在主函数调用之前被构造的，但是它们之间的构造顺序时不定的。即对编译器来说，静态成员对象之间的初始化顺序和析构顺序是一个未定义的行为。
因此，不能用某个non-local static object去初始化non-local static object，无论这两个non-local static object在不在同一个编译单元中。
class FileSystem
{
public: …
std::size_t numDisks() const;
};
extern FileSystem tfs;
//另一编译单元
class Directory
{
public:
Directory(params);
};
Directory::Directory(params)
{
std::size_t disks = tfs.numDisks();//使用另一个编译单元的静态变量
}
Directory tempDir (params);由于编译器没有定义non-local static object之间的构造顺序，所以有可能类tfs还没有被构造，所以程序可能会报错。
3.解决方法
用local static对象替换non-local static对象。
C++保证，函数内的local static 对象会在该函数被调用期间，首次遇上该对象定义式时被初始化。
class FileSystem {…};
FileSystem& tfs()
{
static FileSystem fs;
return fs;
}
//另一编译单元
class Directory {…};
Directory::Directory (params)
{
std::size_t disks = tfs().numDisks();//执行函数tfs时，对象fs肯定会被构造。
};
Directory& tempDir()
{
static Directory td;
return td;
}
