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More effective c++ 条款10(下)

王朝c/c++·作者佚名  2006-01-08
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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 和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theImage和theAudioClip:

// 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try和catch 语句来解决问题,因为try和catch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 和 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try和catch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 和 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 和 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 和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 和 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 和 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, theAddress和thePhones一样。而且因为theImage 和 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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