C ++：静态指针，静态对象和动态内存分配

Question

考虑以下代码段：

#include <iostream>
using namespace std;

class p
{
    public:
    int* q;
    p()
    {
        q = new int(100);
    }
    ~p(){
        delete q;
    }
};

static p* p1 = new p();
static p p2;

int main() {
    // your code goes here
    std::cout << *(p1->q);
    std::cout << *(p2.q);

    delete p1;
}

p1和p2是静态变量，它们必须存储在静态段中。

1. 因为p1是指针，只是指针地址存储在静态段中，甚至是它指向的对象？

2. p2是一个普通的静态对象，但它包含一个动态分配的成员变量q，所以q也存储在静态段中吗？

Answer 1

1. p1是一个指针，它存储在静态段中（我不确定它是正确的术语），指向的对象或内存p1在堆上。

2. p2是一个对象，它存储在静态段中。 q是p2内的指针，指向的对象或内存q在堆上。

Answer 2

您有两个静态分配的对象，一个名为p1的指针和一个名为p的{​​{1}}类型的实例。

程序中有两个位置可以进行动态分配：在类p2的构造函数中以及何时初始化静态变量p。

只要程序运行，就会存在静态分配的对象p1（指针）和p1（类实例）。区分仅包含地址的指针p2与该地址的类实例非常重要。（该实例将在运行时由p1创建）。指针和＆＃34;指针＆＃34;可以有独立的生命;两者彼此独立存在。指针可能存在而不指向任何内容，new p()调用创建的对象可能比指向它的任何指针都长。 ¹

以下是程序启动时展开的一系列事件。静态变量的初始化在C ++ 11标准的3.6.2节中规定。

1. 静态存储时间，此处new p()和p1的变量分配。一个工作模型是内存是程序的一部分。

2. 对这些变量进行归零。＆＃34;具有静态存储持续时间的变量[...]应在进行任何其他初始化之前进行零初始化。＆＃34;指针p2以及p1所在的内存现在由全部为零的字节组成。

3. 这些变量的动态（即运行时）初始化按其定义顺序排列：

   • 指针p2的初始化从调用p1开始。
     • 类型new p()的新对象的内存是使用标准分配器动态分配的（＆＃34;在堆上＃34;）。内存的内容未初始化且未知。该对象没有名称，因此我们将其称为p。
     • x＆＃39;执行构造函数以初始化它。
       • 构造函数为迄今未初始化的成员变量x分配值。 x.q是x.q的一部分，因此驻留在之前动态分配的内存中。
       • 分配的右侧是对x的另一次调用，这次是对int的调用。标准分配器为int初始化为100。
       动态分配内存
       • new的返回值是int所在的内存地址，它被赋值给int指针new。
     • x.q＆＃39;构造函数返回，x返回new p()所在的内存地址。
     • 此返回值指定为迄今为止已初始化为零的x，现在指向我们称为p1的未命名p实例。
   • 执行初始化x。 p2的构造函数，其执行与上面p2的构造函数相同：它为x调用一个导致动态内存分配的int，用100初始化它并将int的内存位置地址分配给new。

关于内存位置和对象之间的关系，结果如下图所示。



这有助于回答您的问题：

如果需要，
1. p2.q位于＆＃34;静态段＆＃34;中，但它指向的对象在运行时通过调用p1动态分配。
2. 静态对象new 不包含＆＃34;动态分配的成员变量q＆＃34;。该句子将成员变量（名为p2的指针 - 与q指向的对象混淆，是动态分配的int。成员变量q存储在存储类q的包含实例的任何位置;实际上，是该实例中唯一的数据。 （尝试p！）任何实例的成员sizeof(p)指向的对象始终是动态分配的int（好吧，直到某个恶意程序员为您的公共{{{ 1}}）。
<小时/> _{¹ 这会构成内存泄漏，因为程序永远不会删除地址丢失的动态分配对象。}