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More effective c++ 条款10(下)

作者:未知 来源:月光软件站 加入时间:2005-2-28 月光软件站

条款10:在构造函数中防止资源泄漏(下) 

你可能已经注意到BookEntry构造函数的catch块中的语句与在BookEntry的析构函数的语句几乎一样。这里的代码重复是绝对不可容忍的,所以最好的方法是把通用代码移入一个私有helper function中,让构造函数与析构函数都调用它。

class BookEntry {
public:
  ...                      // 同上
 
private:
  ...
  void cleanup();          // 通用清除代码
};
 
void BookEntry::cleanup()
{
  delete theImage;
  delete theAudioClip;
}
 
BookEntry::BookEntry(const string& name,
                     const string& address,
                      const string& imageFileName,
                       const string& audioClipFileName)
: theName(name), theAddress(address),
  theImage(0), theAudioClip(0)
{
  try {
    ...                   // 同上
  }
  catch (...)   {
    cleanup();            // 释放资源
    throw;                // 传递异常
  }
}
 
BookEntry::~BookEntry()
{
  cleanup();
}

这就行了,但是它没有考虑到下面这种情况。假设我们略微改动一下设计,让theImage theAudioClip是常量(constant)指针类型:

class BookEntry {
public:
  ...                                  // 同上
 
private:
  ...
  Image * const theImage;              // 指针现在是
  AudioClip * const theAudioClip;      // const类型

};

必须通过BookEntry构造函数的成员初始化表来初始化这样的指针,因为再也没有其它地方可以给const指针赋值(参见Effective C++条款12)。通常会这样初始化theImagetheAudioClip

// 一个可能在异常抛出时导致资源泄漏的实现方法
BookEntry::BookEntry(const string& name,
                     const string& address,
                     const string& imageFileName,
                     const string& audioClipFileName)
: theName(name), theAddress(address),
  theImage(imageFileName != ""
        ? new Image(imageFileName)
        : 0),
  theAudioClip(audioClipFileName != ""
          ? new AudioClip(audioClipFileName)
          : 0)
{}

这样做导致我们原先一直想避免的问题重新出现:如果theAudioClip初始化时一个异常被抛出,theImage所指的对象不会被释放。而且我们不能通过在构造函数中增加trycatch 语句来解决问题,因为trycatch是语句,而成员初始化表仅允许有表达式(这就是为什么我们必须在 theImage theAudioClip的初始化中使用?:以代替if-then-else的原因)。

无论如何,在异常传递之前完成清除工作的唯一的方法就是捕获这些异常,所以如果我们不能在成员初始化表中放入trycatch语句,我们把它们移到其它地方。一种可能是在私有成员函数中,用这些函数返回指针,指向初始化过的theImage theAudioClip对象。

class BookEntry {
public:
  ...                     // 同上
 
private:
  ...                     // 数据成员同上
 
Image * initImage(const string& imageFileName);
  AudioClip * initAudioClip(const string&
                            audioClipFileName);
};
 
BookEntry::BookEntry(const string& name,
                     const string& address,
                     const string& imageFileName,
                     const string& audioClipFileName)
: theName(name), theAddress(address),
  theImage(initImage(imageFileName)),
  theAudioClip(initAudioClip(audioClipFileName))
{}
 
// theImage 被首先初始化,所以即使这个初始化失败也
// 不用担心资源泄漏,这个函数不用进行异常处理。
Image * BookEntry::initImage(const string& imageFileName)
{
  if (imageFileName != "") return new Image(imageFileName);
  else return 0;
}
 
// theAudioClip被第二个初始化, 所以如果在theAudioClip
// 初始化过程中抛出异常,它必须确保theImage的资源被释放。
// 因此这个函数使用try...catch 
AudioClip * BookEntry::initAudioClip(const string&
                                     audioClipFileName)
{
  try {
    if (audioClipFileName != "") {
      return new AudioClip(audioClipFileName);
    }
    else return 0;
  }
  catch (...)   {
    delete theImage;
    throw;
  }
}

上面的程序的确不错,也解决了令我们头疼不已的问题。不过也有缺点,在原则上应该属于构造函数的代码却分散在几个函数里,这令我们很难维护。

更好的解决方法是采用条款9的建议,把theImage theAudioClip指向的对象做为一个资源,被一些局部对象管理。这个解决方法建立在这样一个事实基础上:theImage theAudioClip是两个指针,指向动态分配的对象,因此当指针消失的时候,这些对象应该被删除。auto_ptr类就是基于这个目的而设计的。(参见条款9)因此我们把theImage theAudioClip raw指针类型改成对应的auto_ptr类型。

class BookEntry {
public:
  ...                                      // 同上
 
private:
  ...
  const auto_ptr<Image> theImage;          // 它们现在是
  const auto_ptr<AudioClip> theAudioClip;  // auto_ptr对象
};

这样做使得BookEntry的构造函数即使在存在异常的情况下也能做到不泄漏资源,而且让我们能够使用成员初始化表来初始化theImage theAudioClip,如下所示:

BookEntry::BookEntry(const string& name,
                     const string& address,
                     const string& imageFileName,
                     const string& audioClipFileName)
: theName(name), theAddress(address),
  theImage(imageFileName != ""
        ? new Image(imageFileName)
        : 0),
  theAudioClip(audioClipFileName != ""
          ? new AudioClip(audioClipFileName)
          : 0)
{}

在这里,如果在初始化theAudioClip时抛出异常,theImage已经是一个被完全构造的对象,所以它能被自动删除掉,就象theName, theAddressthePhones一样。而且因为theImage theAudioClip现在是包含在BookEntry中的对象,当BookEntry被删除时它们能被自动地删除。因此不需要手工删除它们所指向的对象。可以这样简化BookEntry的析构函数:

BookEntry::~BookEntry()
{}                                      // nothing to do!

这表示你能完全去掉BookEntry的析构函数。

综上所述,如果你用对应的auto_ptr对象替代指针成员变量,就可以防止构造函数在存在异常时发生资源泄漏,你也不用手工在析构函数中释放资源,并且你还能象以前使用非const指针一样使用const指针,给其赋值。

在对象构造中,处理各种抛出异常的可能,是一个棘手的问题,但是auto_ptr(或者类似于auto_ptr的类)能化繁为简。它不仅把令人不好理解的代码隐藏起来,而且使得程序在面对异常的情况下也能保持正常运行。




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