在C ++中將成員函數轉換為靜態函數

Question

我正在編寫一個內存測試框架，在其中我用自己的內存替換動態內存分配函數（例如，malloc，realloc，free等）。 但是，系統需要靜態函數（我不能改變它）。

我有一個MemoryTester類，它記錄內存調用，我想綁定其內存分配函數的成員函數實現。 這可能用C ++嗎？

編輯：

這是一些突出我正在嘗試做的代碼：

typedef void*(allocateFuncPtr) (uint8_t);
typedef void (freeFuncPtr) (void*);

void setAllocateFunction(allocateFuncPtr) {...}
void setFreeFunction(freeFuncPtr) {...}


class MemoryTester
{
    void *malloc(uint8_t size);
    void free(void *ptr);
}

int main()
{
    MemoryTester *tester = new MemoryTester();

    //want to set allocate and free functions to those in tester
    setAllocateFunction( tester->getAllocateFunction() );
    setFreeFunction( tester->getFreeFunction() );

    return 0;
}

Answer 1

編輯后，我的意圖似乎更清楚了。 您可以做的最簡單的事情是在MemoryTester使用靜態成員函數而不是非靜態成員函數。 如果他們需要保持狀態，則必須將該狀態移動為該類的static成員。

Answer 2

如果您的編譯器支持0x lambdas，則可以使用閉包：

int main() {
  MemoryTester tester;  // If no need for dynamic allocation, don't use it.

  setAllocateFunction([&tester](uint8_t size) { return tester.malloc(size); });
  setFreeFunction([&tester](void *p) { tester.free(p); });

  return 0;
}

您的MemoryTester類不需要更改，也不需要setAllocateFunction和setFreeFunction所屬的庫。

---

如果沒有lambda，而不是單例類 ，請使用單個全局對象：

struct MemoryTester {
  void* malloc(uint8_t size);  // Neither are static.
  void free(void *p);
};

MemoryTester tester_a;
void* tester_a_malloc(uint8_t size) { return tester_a.malloc(size); }
void tester_a_free(void *p) { return tester_a.free(p); }

int main() {
  setAllocateFunction(&tester_a_malloc);
  setFreeFunction(&tester_a_free);
}

這里的優點是整個MemoryTester類沒有因為它的特殊需要而受到限制 。 您可以根據需要創建更多功能（例如tester_b_malloc / free）以適應同一程序中的其他用途。

Answer 3

如果您正在使用GCC，那么您可以讓鏈接器使用--wrap選項（或-Wl， - wrap，malloc）為您包裝該函數。

然后你可以攔截對malloc的調用，因為對該函數的所有調用都將被重定向到__wrap_malloc。 你可以使用名稱__real_malloc來調用真實的（原始c-lib）malloc函數，或者你可以替換你自己的替換（如果沒有調用__real_malloc，那么鏈接器可能能夠刪除原來的c- lib malloc all-together）。

void *__wrap_malloc (size_t c)
{
  printf ("malloc called with %zu\n", c);
  return __real_malloc (c);
}

FWIW，您可以替換全局的new和delete操作，然后您可以只使用自己的內存系統（即使您使用第三方編譯庫中的代碼，只要它們沒有重載全局new和delete）。

這里有一些很棒的信息： 替換“新”和“刪除”的教程

Answer 4

如果我理解你的要求，就沒有“約束力”。 一旦分配了內存，就可以告訴編譯器用戶輸入一個類型，在你的情況下是一個reinterpret_cast。 例如，在你的分配函數中：

unsigned char* raw_memory = allocation( std::size_t );
MyFinalType* object = reinterpret_cast<MyFinalType*>(raw_memory); // tells the compiler to take this memory as a MyFinalType.

然后你返回你的最終類型。

要知道要使用的類型，您肯定想要使用模板。

不要忘記C ++是一種靜態類型語言：您不能將函數綁定到對象類型。 好的，你可以，但是，你必須使用std :: function或函數指針，這不是你想要的。

Answer 5

除非您創建一個全局對象。 如果框架采用常規函數指針，那么你就會堅持使用它提供的內容，如果它沒有提供傳統的void * userdata樣式，那么你就會被填充，或者它是全局對象時間。

Answer 6

擁有一個單獨的MemoryTester對象，並具有調用該對象的成員函數的橋接靜態函數。