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effective c++ 笔记条款13-18

article 2024/9/22 7:21:54

条款13 以对象管理资源

对象的delete，可能因为前文的一些语句抛出异常或者过早的return(可能是最初的设计也可能多个迭代版本之后的维护导致)使得delete并没有执行，导致内存泄漏。
因此以对象管理资源。并采用RAII（Resource Acquisition Is Initialize，资源取得时机便是初始化时机，即获得资源后立刻放进管理对象），让管理对象的析构函数负责资源的释放。当对象被销毁时自动释放获取的堆资源。
C++11 中，使用std::unique_ptr管理RAII唯一所有权对象，使用std::shared_ptr引用计数来管理RAII对象

std::unique_ptr<Investment> pUniqueInv1(CreateInvestment());
std::unique_ptr<Investment> pUniqueInv2(std::move(pUniqueInv1));    // 转移资源所有权
std::shared_ptr<Investment> pSharedInv1(CreateInvestment());
std::shared_ptr<Investment> pSharedInv2(pSharedInv1);	//引用计数+1

条款14 在资源管理类小心copying行为

复制一个RAII对象时：所有资源的copying行为决定RAII对象的copying行为。
几种常见的copying行为：
1.禁止复制：多数时候RAII对象不允许被复制，需要明确禁止复制行为，条款6
2.对底层资源进行“引用计数法”：类似shared_ptr，每次复制对象计数+1，每个对象离开定义域调用析构使计数-1.为0时销毁资源
3.复制底层资源：制对象的同时复制底层资源即深拷贝。不仅复制指针，也复制指针所指数据
4.转移底层资源所有权：类似unique_ptr，只有一个对象拥有对资源的管理权，复制对象时转移管理权

条款15 在资源管理类中提供对原始资源的访问

STL 中的智能指针提供了对原始资源的隐式访问和显式访问

Investment* p = pSharedInv.get();    // 显式访问原始资源
(*pSharedInv).func();           // 隐式访问原始资源
pSharedInv->func();				// 隐式访问原始资源

设计自己的资源管理类时，也要考虑在提供对原始资源的访问，使用显式访问还是隐式访问的方法，还是两者皆可。

class Font{
public:
	FontHandle Get() const { return f; }       // 显式转换函数
    operator FontHandle() const { return f; }  // 隐式转换函数
private:
    FontHandle f;
}

一般而言显示转换安全，隐式转换对客户端较方便

FontHandle f2 = f1;		//原意是拷贝一个Font对象，却将f1隐式转换为底部的FontHandle，然后才复制

条款16 成对使用 new 和 delete 时要采用相同形式

使用new来分配单一对象，使用new[]来分配对象数组，必须明确它们的行为并不一致，分配对象数组时会额外在内存中记录“数组大小”，而使用delete[]会根据记录的数组大小多次调用析构函数，使用delete则仅仅只会调用一次析构函数

int* arr = new int[10];
int* obj = new int;
delete[] arr;
delete obj;

typedef定义数组类型会带来额外的风险

typedef std::string AddressLines[4];
std::string* pal = new AddressLines;    // pal 是一个对象数组，而非单一对象
delete pal;                             // 行为未定义
delete[] pal;                           // 正确

一般没必要对数组进行 typedefs，因为C++标准库中的 vector，string 等 templates，足以代替数组

条款17：以独立语句将newed对象置入智能指针

int priority();
void processWidget(std::shared_ptr<Widget> pw, int priority);
processWidget(std::shared_ptr<Widget>(new Widget()), priority());

上述调用可能造成内存泄漏.
在调用processWidget函数之前编译器会做以下三件事情：
执行new Widget()表达式动态创建Widget对象。
调用shared_ptr类的构造函数并使用Widget对象的指针作为构造参数。
调用priority函数生成优先级。
new Widget肯定在shared_ptr前，但priority可能在1，2，3任一步骤。若在步骤2执行，并发生了异常，则new Widget()返回的指针将丢失。因为在【资源被创建】和【资源被管理对象接管】之间造成了异常干扰。
解决办法：

std::shared_ptr<Widget> pw(new Widget());
processWidget(pw, priority());

编译器对跨越语句的各项操作没有重排列自由。
新的c++做法

auto pUniqueInv = std::make_unique<Investment>();    // since C++14
auto pSharedInv = std::make_shared<Investment>();    // since C++11
processWidget(std::make_shared<Widget>(), priority());