三、资源管理
条款13:以对象管理资源
本条款已经过时,现代 C++ 可以通过智能指针自动释放申请的资源。
所谓资源,就是不再使用它时,将其还给系统。
周所周知,堆区开辟的数据需要程序员手动释放,否则会在程序结束的时候由系统释放。在此前提下,我们来看一段代码:
class employee{...}; void func() { employee* emp = new employee();//动态分配一个对象 ... delete emp;//手动释放,否则emp跑出 func() 函数,造成资源泄露 }
可以预见,如果在 delete 之前,执行了诸如 return,抛出异常等等,会导致程序跳过 delete,使 emp 在堆区开辟的对象未被手动释放,造成资源泄露。(删除的是指针,指针指向的数据没有被删除。)
因为在子函数结束时,其中的类对象会发生析构。所以,我们需要建立一个资源管理类,来防止上述情况的发生。
class employee{...}; class manager { ... private: public: employee* empPrt; ... manager(employee* emp): empPrt(emp) {} ~manager() { ... delete empPrt; } }; employee* createmp() {...}//在堆区创建一个对象 void func() { manager m(createmp()); ... }
利用 manager 资源管理类创建员工对象,在 func 函数结束的时候,manager 析构释放了员工对象。
总结:建立资源管理类—>管理类存储资源的地址变量—>管理类的构造函数为变量初始化,析构函数手动释放变量在堆区开辟的内存。
条款14:RAII 对象的拷贝行为
有的时候,对于资源管理类的 copy 是不必要的,比如管理员工类,每个员工都是单独的个体。但在另一些情况下,copy 也是被程序员需要的。
我们对资源管理类中的 copy 有三种常用的处理方式:
1、禁止 copy 行为:当我们不想某个对象被复制时,比如 unique_ptr 就是禁止拷贝。
**2、深拷贝:**当我们想要多个这个对象的复件时。
所谓深拷贝就是在堆区重新开辟一个地址,存储和这个对象相同的数据。
**3、管理资源的引用技术:**比如智能指针 shared_ptr。
**4、移动管理资源的所有权:**比如 unique_ptr 可以通过 move 函数传递所有权。
条款15:在资源管理类中提供对原始资源的访问
下面右侧 f2 = f1 调用了 operator FontHandle() 进行隐式转换,这样可能意识不到 f2 = f1 进行了类型转换,从而导致一些不可预料的错误。
我们可以通过增加 explict 关键字来取消函数的隐式转换,这样 f1 就必须添加 static_cast 来进行显示的转换,明确的告诉程序员这里进行了类型转换,从而可以避免一些错误。
条款16:new 和 delete 要使用相同形式
众所周知,数组名表示数组第一个地址。
string* s = new char[20]; delete s;
所以执行 delete 时,删除的只是第一个对象,后面 19 个往往不大可能被删除。
对堆区数组的释放可以使用以下方式:
string* s = new char[20]; delete[] s;
加了 [ ] 括号后编译器读到这里时,如果是 64 位系统就会将指针往前移动 8 个字节读取要 delete 的对象数量,因为指针默认指向数组的第一个元素位置,而第一个元素位置前还会记录该数组元素的个数。
总结:
new <=> delete
ew [] <=> delete[]
条款17:以独立语句将 newed 对象置入智能指针
现在 C++ 比较流行的是用 make_shared 来进行创建。
首先介绍一下什么是智能指针:
C++提供智能指针来方便客户对资源进行管理,相当于一个资源管理类。常见的智能指针有:
tr1::shared_ptr<>
auto_ptr<>
它是一个格式像容器的变量类型:
//举例: tr1::shared_ptr<employee> m(createmp()); manager m(createmp()); //这两个效果差不多 //manager 是自定义的一个资源管理类
以上两个智能指针的主要区别在于 copy 行为上:
tr1::shared_ptr<>在拷贝上允许深拷贝
auto_ptr<>在拷贝上允许拷贝之后删除原件
我们来看一段代码:
int func();//这是一个普通的函数 //创建一个函数,调用智能指针 useemployee(tr1::shared_ptr<employee> (new employee), func()); //tr1::shared_ptr<employee> (new employee)语句的执行顺序: //先执行 new employee //再将 new 的地址存放到 shared_ptr 中
C++ 对于函数参数的运算顺序有很大的弹性,在其他语言中,是先执行 tr1::shared_ptr<employee> (new employee),再执行 func()。
但 C++ 不是,func() 函数可能插在 tr1::shared_ptr<employee> (new employee) 中:
//其他语言 new employee tr1::shared_ptr func() //C++ new employee func() tr1::shared_ptr
这时候,如果 func() 抛出异常之类,则 new 的地址就无法置入 shared_ptr 中,造成资源泄露。
所以,我们需要一条独立语句将 new 置入 tr1::shared_ptr 中:
tr1::shared_ptr<employee> emp(new employee);//独立语句存放地址 useemployee(emp, func());//调用