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C++的通用删除器设计

作者:黑客防线网安C/C++教程基地 来源:黑客防线网安C/C++教程基地 浏览次数:0

本篇关键词:设计删除通用 
黑客防线网安网讯:     很久以前,我写过一篇短文讨论如何在C++项目中避免使用delete的设想,基本方法是使用域(scope)对象或std::auto_ptr代替。尽管当时已经讨论在所有可能的情况,但后面在实际项目实施中...

     很久以前我写过一篇短文讨论如何在C++项目中避免使用delete的设想基本方法是使用域(scope)对象或std::auto_ptr代替尽管当时已经讨论在所有可能的情况,但后面在实际项目实施中发现效果并不好原因是方面的,比如在使用std::auto_ptr时会存在以下不得因素:
可能的额外开销外(其实很小);
你需要时刻小心对象所有权的问题。尽管可能只需要稍微注意一下就可以了,但似乎没有任何程序员喜欢过提心吊胆的日子;
你不能在容器(比如std::vector)中存储std::auto_ptr对象;

   基于以上原因,类似于Text* pText = new Text;这种直接在堆上申请内存的方式还是在代码得到了大量应用。而接下来就是如何安全、有效的回收这些内存的问题,这也正是本文所讨论的话题。
回收单个堆对象
// delete a object pointer and reset it
template<class T> void delete_null(T*& p)
{
// check if T is incomplete type, if it is, the compiler will report an error
typedef char type_must_be_complete[ sizeof(T)? 1: -1 ];
(void) sizeof(type_must_be_complete);
// delete the pointer and reset it
delete p;
p =NULL;
}

   这是一个模板函数,它主要有三个作用:
   第一个作用是检查被删除对象的类型完整性。这通常无法引起人们的重视,但在某些情况下可能会导致未定义行为,比如以下代码:
 Text* pText = new Text;
void* pData = pText;
delete pData;
   Text*类对象pText 被转换成了拥有void*对象pData,并对pData 调用了delete 删除操作。在这种情况下编译器的行为是未知的,但至少有一点:由于编译器无法推导pData 的原始类型,因此无法调用对象的析构函数。
// check if T is incomplete type, if it is, the compiler will report an error
typedef char type_must_be_complete[ sizeof(T)? 1: -1 ];
(void) sizeof(type_must_be_complete);
   这两句代码可以检查被删除对象的类型完整性。其效果发生在编译期,如果对类型不完整的对象调用delete_null 删除操作,将引起编译错误。它没有运行期开销,因此使用delete_null 带来的安全性实际上免费的。
  更加详细的解释可以参考boost库中的checked_delete.hpp。
delete_null 的第二个作用是回收堆对象,这没有什么可说的。
delete_null 的第三个作用是将对象指针设置为NULL,这主要是为了应对指针有效性检查,属于常规手段。
   另外,注意到delete_null 被设计为一个模板函数,在发布版本(Release)中,它将以内联代码(inline)的形式存在,因此不会有运用期函数调用开销。

回收容器中的堆对象

// delete container (std::vector, std::list) items and reset them to NULL
template< typename InputIterator > void delete_null(InputIterator first, InputIterator last)
{
while(last != first)
{
delete_null(*first);
++first;
}
}

// delete functor, used for iterative delete
struct deleter
{
template< typename T > void operator()(T*& p)
{
delete_null(p);
}
};

   这段代码分为两部分:一个同样叫delete_null 的模板函数与一个名为deleter的仿函数。
   先来看第一部分,它同样叫delete_null,与前面介绍的那个版本所不同的是它接受一对迭代器作用输入条件,其作用是回收[first, last) 范围内所有堆对象。与std::for_each等很多STL标准算法类似,该函数可以同时应用于普通数组或存储单值的标准容器(包括std::vector, std::list, std::set等,不包含std::map)。

   第二部分比较有意思:它是一个仿函数。它可以在一定程度上代替delete_null(first, last),以下代码展示了分别使用这两种方式回收容器中的堆对象的方法:
 typedef std::vector<Text*> TextPack;
TextPack uTexts1, uTexts2;
const int datasize = 100;
for (int i= 0; i< datasize; ++i)
{
uTexts1.push_back(new Text);
uTexts2.push_back(new Text);
}

// 使用delete_null
delete_null(uTexts1.begin(), uTexts1.end());
// 使用deleter
std::for_each(uTexts2.begin(), uTexts2.end(), deleter());

   可以看到前者稍微简洁一些(包括最终的汇编代码),那么问题来了:为什么还需要代码量更大一些的deleter 仿函数?
   理由是:并不是所有存储堆对象的集合都是直接存储对象指针的。比如可以将指针存储在std::map中“值”部分,甚至有些自定义集合只提供了遍历函数(类似于std::for_each),但并不公开迭代器接口。在这些情况下,我们就可以使用deleter 仿函数进行堆对象回收。

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网站维护教程更新时间:2012-04-04 22:52:43  【打印此页】  【关闭
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