Почему delete может выполнять указатели на const, а free - нет?

Question

Я только что заметил, что указатели, переданные на delete, могут быть квалифицированы const, а указатели, переданные на free, - нет. Это действительно сюрприз для меня.

А в C ++ перегрузка на operator delete должна иметь такую ​​подпись:

void operator delete(void* p);

Но добавление const к указателю параметра недопустимо:

void operator delete(void const* p);

Может кто-нибудь сказать мне, почему delete разработан таким образом?

Answer 1

free не должен использоваться с реальными объектами C ++. free следует использовать с malloc, поэтому вы не должны использовать free для чего-то, что выделено с new.

Относительно того, почему вы можете delete const объекты, это просто:

const Type *ptr = new Type(...);

И что теперь? Если вы не можете это удалить, вам придется сделать следующее:

delete const_cast<Type*>(ptr);

Наличие объекта const означает, что его нельзя изменить. Вы не можете заставить объект перейти из одного состояния в другое. Удаление выбрасывает это. Это означает, что он больше не существует в любом состоянии, будь то оригинальная или какая-либо другая измененная форма. Удаление - это операция, которая существует вне состояния изменчивости объекта, очень похоже на конструкцию.

Концептуально удаление не является ни постоянным, ни неконстантным. В то время как деструктор является неконстантной функцией, идея разрушения объекта просто находится вне области констант или неконстант.

---

ОК, допустим, вы определили operator delete, чтобы взять указатель на const (который отличается от указателя const) :

void operator delete(void const* p);

Какой будет первая строка этой функции? Цель operator delete - освободить память, выделенную operator new. Это потребует тыкать в биты в куче выделения памяти. И для этого вам нужен указатель, который не указывает на постоянные данные:

void *ptr = const_cast<void*>(p);

Добро пожаловать в неопределенное поведение . Хотя C ++ позволяет вам делать это, в спецификации совершенно ясно, что результаты попытки записи в ptr (или любой адрес на его основе) равны undefined . Вам дали указатель const; внешний мир сказал вам не изменять то, на что он указывает. C ++ не дает никаких гарантий относительно того, что произойдет, когда вы нарушите этот контракт.

Поскольку в спецификации указано, что это неопределенное поведение, и поскольку operator delete (в большинстве случаев) не может выполнить свою работу без , не изменив память, на которую указывает p (или не изменив память на основе этого адрес), было бы глупо из спецификации, чтобы затем позволить вам определить operator delete таким образом. Это было бы в основном канонизацией идеи стрелять себе в ногу.

Да, практически в каждом случае это было бы абсолютно безопасно. Но так как вы все равно собираетесь отбросить константу, зачем вообще пытаться разрешить довольно сомнительную идею?

Answer 2

free - это функция C.Его подпись 20-30 лет, со времен, когда не было const на языке C (и также не было языка C ++).Компилятор C ++ обрабатывает free, как и любую другую функцию, и не может позволить ему принимать указатель const без преобразования, потому что free может изменить указанный объект.На самом деле это так же, как и delete, но C ++ не знает, что free используется для управления памятью.

Answer 3

Одно отличие состоит в том, что free является библиотечной функцией, и вы должны соответствовать типу параметра. Когда free был добавлен к языку C, не было ключевого слова const, так что это даже нельзя было рассмотреть.

В C ++ delete p - это оператор, обрабатываемый компилятором. Он может делать все, что хочет разработчик языка, в том числе не учитывать, является ли указанный объект const или нет.

С философской точки зрения, оператор delete не изменяет объект, он просто убирает его.

Answer 4

Модификатор const, примененный к указателю, означает, что указанный объект не будет изменен.

Однако delete выводит объект из обращения навсегда. Никому не нужно заботиться о том, что происходит с ним после его удаления Следовательно, насколько мы знаем, удаление может изменить объект или нет. Почему это имеет значение? Любая попытка чтения или записи содержимого объекта будет неопределенным поведением.

С другой стороны, когда вы реализуете свой собственный delete, вам, вероятно, потребуется изменить умирающий объект. Следовательно, указатель должен быть неконстантным.