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标题: 《Effective C++》第三版-3. 资源管理（Resource Management） [打印本页]

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作者: 缠丝猫    时间: 2024-5-18 21:31
标题: 《Effective C++》第三版-3. 资源管理（Resource Management）
目录

• 条款13：以对象管理资源（Use objects to manage resources）
  
  
  
  • 关键想法
    
  • 智能指针
    
  
  
• 条款14：在资源管理类中鉴戒copying举动（Think carefully about copying behavior in resource-managing classes）
  
• 条款15：在资源管理类中替工对原始资源的访问（Provide access to raw resources in resource-managing classes）
  
  
  
  • 表现转换或隐式转换
    
  • 优缺点
    
  
  
• 条款16：成对使用new和delete时要采取相同形式（Use the same form in corresponding uses of new and delete）
  
• 条款17：以独立语句奖newed对象置入智能指针（Store newed objects in smart pointers in standalone statements）
  

前几章的条记多有不敷，这一章会持续改进
条款13：以对象管理资源（Use objects to manage resources）

关键想法

考虑以下易出错的例子：

1. class Investment { ... };  //投资类型继承体系中的root类
2. //工厂函数，指向Investment继承体系内的动态分配对象，参数省略
3. Investment* createInvestment {};
4. void f()
5. {
6.         Investment* pInv = createInvestment();  //调用工厂函数
7.         ...  //若这里return则无法执行delete
8.         delete pInv;  //释放pInv所指对象
9. }

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办理方案：把资源放进对象，可利用析构函数自动调用机制确保资源释放
以对象管理资源的两个关键想法：

• 获得资源后立刻放进管理对象（managing object）内
  
  
  
  • 资源取得机会便是初始化机会（Resource Acquisition Is Initialization，RAII）
    
  • 偶然获得的资源会拿来赋值而非初始化
    
  
  
• 管理对象运用析构函数确保资源释放
  
  
  
  • 岂论控制流怎样离开区块，一旦对象被烧毁（如离开对象作用域）其析构函数会自动调用
    
  
  

智能指针

auto_ptr：

• 通过copy构造函数或copy assignment操纵符复制它们，它们会变成null，复制所得的指针将取得资源的唯一全部权
  
• 故需要元素能够复制地STL容器不兼容auto_ptr
  

auto_ptr在C++11中已被弃用，以下简要介绍

1. void f()
2. {
3.         std::auto_ptr<Investment> pInv(createInvestment());
4.         ...
5. }  //auto_ptr的析构函数自动删除pInv
7. std::auto_ptr<Investment< pInv1(createInvestment());
8. std::auto_ptr<Investment< pInv2(pInv1);  //现在pInv2指向对象，pInv1为null
9. pInv1 = pInv2;  //现在pInv1指向对象，pInv2为null

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优缺点

偶然必须取得RAII对象内的原始资源，考虑用于字体的RAII类：

1. void f()
2. {
3.         std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv(createInvestment());
4.         ...
5. }  //shared_ptr的析构函数自动删除pInv
7. void f()
8. {
9.         ...
10.         std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv1(createInvestment());
11.         std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv2(pInv1);  //指向同一个对象
12.         pInv1 = pInv2;  //同上
13.         ...
14. }  //pInv1和pInv2被销毁，他们所指的对象也被销毁

复制代码

• 表现转换：可读性强，但是需要API时必须调用get
  

1. std::auto_ptr<std::string> aps(new std::string[10]);  //会调用错误形式的delete
2. std::tr1::shared_ptr<int> spi(new int[1024]);  //同上

复制代码

• 隐式转换：调用C API更自然，但是易出错
  
  
  
  • 可能在需要Font时不测创建FontHandle，且f被烧毁则f0成为悬空的（dangle）
    
  
  

1. void lock(Mutex* pm);  //锁定pm所指的互斥器
2. void unlock(Mutex* pm);  //解除互斥器的锁定
4. //管理机锁的类，符合RAII守则
5. class Lock {
6. public:
7.         explicit Lock(Mutex* pm)
8.                 : mutexPrt(pm)
9.         { lock(mutexPtr); }
10.         ~Lock() { unlock(mutexPtr); }
11. private:
12.         Mutex *mutexPtr;
13. };
15. //客户对Lock的用法符合RAII方式
16. Mutex m;
17. ...
18. {
19.         Lock ml(&m);
20.         ...
21. }

复制代码

Tips：

• API往往要求访问原始资源，故RAII类应提供取得其管理的资源的方法
  
• 对原始资源的访问包含表现转换和隐式转换，一般表现转换安全而隐式转换方便
  

条款16：成对使用new和delete时要采取相同形式（Use the same form in corresponding uses of new and delete）

1. Lock m11(&m);  //锁定m
2. Lock m12(m11);  //将m11复制到m12上

复制代码

以上程序的举动不明确：

• 使用new时会发生两件事：
  
  
  
  • 内存分配
    
  • 调用针对此内存的构造函数
    
  
  
• delete需要知道被删除的内存内有多少对象，其决定了要调用多少析构函数
  
  
  
  • 若指针指向数组对象，则数组所用的内存包含数组大小信息
    
  • 若指针指向单一对象，则无上述信息
    
  • 需要人为告诉delete所删除的对象类型
    
  
  

1. class Lock {
2. public:
3.         explicit Lock(Mutex* pm)  //以Mutex初始化shared_ptr
4.                 : mutexPtr(pm, unlock)  //以unlock函数作为删除器
5.         {
6.                 lock(mutexPtr.get());
7.         }
8. private:
9.         std::tr1::shared_ptr<Mutex> mutexPtr;  //使用shared_ptr替换raw pointer
10. };

复制代码

使用typedef需要考虑相同的问题（下例中数组使用typedef并不合适，容易产生错误，仅做说明）：

1. class Investment {
2. public:
3.         bool isTaxFree() const;
4.         ...
5. }
6. Investment* createInvestment();  //工厂函数
7. std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv(createInvestment());
8. int daysHeld(const Investment* pi);  //返回投资天数
10. int days = daysHeld(pInv);  //错误！daysHeld需要Investment*而非tr1::shared_ptr
11. //显示转换
12. int days = daysHeld(pInv.get());
13. //隐式转换，tr1::share_ptr重载了指针取值（pointer dereferencing）操作符（->和*）
14. bool taxable1 = !(pInv->isTaxFree());
15. bool taxable2 = !((*pInv).isTaxFree());

复制代码

Tips：

• 如果new加上[]，则delete必须加上[]；如果new没加[]，则delete不能加[]
  

条款17：以独立语句奖newed对象置入智能指针（Store newed objects in smart pointers in standalone statements）

考虑涉及优先权的例子：

1. FontHandle getFont();  //这是C API，省略参数
2. void releaseFont(FontHandle fh);  //来自同一组
3. class Font {  //RAII类
4. public:
5.         explicit Font(FontHandle fh)  //获得资源
6.                 : f(fh)  //使用pass-by-value，因为C API这样做
7.         { }
8.         ~Font() { releaseFont(f); }  //释放资源
9. private:
10.         FontHandle f;  //原始字体资源
11. };

复制代码

编译器产出processWidget调用码之前，必须首先核酸即将被传递的各个实参，其要办事情有三件：

• 第一实参
  
  
  
  • 执行new Widget
    
  • 调用tr1::shared_ptr构造函数
    
  
  
• 第二实参
  
  
  
  • 调用priority
    
  
  

现实执行的序次弹性很大，只能确定执行new Widget肯定先于调用tr1::shared_ptr构造函数，但调用priority的序次不愿定。若编译器选择以下序次：

• 执行new Widget
  
• 调用priority
  
• 调用tr1::shared_ptr构造函数
  

则如果调用priority出现异常，那new Widget返回的指针将遗失，其将来得及放入tr1::shared_ptr内，进而导致资源走漏。即创建资源和资源转换为资源管理对象直接有可能发生异常干扰
办理方法：使用分离语句，因为编译器对于跨越语句的各项操纵没有重新排列的自由

1. class Font {
2. public:
3.         ...
4.         FontHandle get() const { return f; }  //显式转换函数
5.         ...
6. };
8. void changeFontSIze(FontHandle f, int newSize);
9. Font f(getFont());
10. int newFontSize;
11. ...
12. changeFontSize(f.get(), newFontSize);

复制代码

Tips：

• 以独立语句将newed对象存储于智能指针内，否则一旦有异常则可能发生隐秘的资源走漏
  

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