Скотт Мейерс - Эффективное использование STL

Работая с такими интеллектуальными контейнерами, многие программисты вообще забывают о необходимости «прибрать за собой» и надеются, что контейнер выполнит за них всю грязную работу. Нередко их ожидания оправдываются, но если контейнер содержит указатели на объекты, созданные оператором new,этого не происходит. Разумеется, контейнер указателей уничтожает все хранящиеся в нем элементы при уничтожении самого контейнера, но «деструктор» указателя ничего не делает! Он не вызывает delete.

В результате при выполнении следующего фрагмента возникает утечка ресурсов:

void doSomething() {

vector vwp;

for (int i=0;i

// Использовать vwp

} // Здесь происходит утечка Widget!

Все элементы vwp уничтожаются при выходе vwp из области видимости, но это не изменяет того факта, что delete не вызывается для объектов, созданных оператором new. За удаление таких элементов отвечает программист, а не контейнер. Так было задумано. Только программист знает, нужно ли вызывать delete для этих указателей.

Обычно это делать нужно. На первый взгляд решение выглядит довольно просто:

void doSomethng() {

vector vwp;

... // Как прежде

for (vector::iterator =vwp.begin();

i != vwp.end();

++i)

delete *i;

}

Такое решение работает, если не проявлять особой разборчивости в трактовке этого понятия. Во-первых, новый цикл for делает примерно то же, что и foreach, но он не столь нагляден (совет 43). Во-вторых, этот код небезопасен по отношению к исключениям. Если между заполнением vwp указателями и вызовом delete произойдет исключение, это снова приведет к утечке ресурсов. К счастью, с обеими проблемами можно справиться.

Чтобы от foreach-подобного цикла перейти непосредственно к foreach, необходимо преобразовать delete в объект функции. С этим справится даже ребенок — если, конечно, вы найдете ребенка, который захочет возиться с STL:

template

struct DeleteObject:// В совете 40 показано,

public unary_function { // зачем нужно наследование

void operator()(const Т* ptr) const

{

delete ptr;

}

};

Теперь становится возможным следующее:

void doSomething() {

//См. ранее

for_each(vwp.begin(),vwp.end(),DeleteObject());

}

К сожалению, вам приходится указывать тип объектов, удаляемых DeleteObject (в данном примере Widget), а это раздражает, vwp представляет собой vector — разумеется, DeleteObject будет удалять указатели Widget*! Подобные излишества не только раздражают, но и приводят к возникновению трудно обнаружимых ошибок. Допустим, кто-нибудь по случайности объявляет класс, производный от string:

class SpecialString: public string{...};

Это рискованно, поскольку string, как и все стандартные контейнеры STL, не имеет виртуального деструктора, а открытое наследование от классов без виртуального деструктора относится к числу основных табу С++. Подробности можно найти в любой хорошей книге по С++. (В «Effective С++» ищите в совете 14.) И все же некоторые программисты поступают подобным образом, поэтому давайте разберемся, как будет вести себя следующий код:

void doSomething() {

deque dssp:

for_each(dssp.begin(),end(),// Непредсказуемое поведение! Удаление

DeleteObject()); // производного объекта через указатель

// на базовый класс при отсутствии // виртуального деструктора

}

Обратите внимание: dssp объявляется как контейнер, в котором хранятся указатели SpecialString*, но автор цикла for_each сообщает DeleteObject, что он будет удалять указатели string*. Понятно, откуда берутся подобные ошибки. По своему поведению SpecialString имеет много общего со string, поэтому клиенту легко забыть, что вместо string он использует SpecialString.

Чтобы устранить ошибку (а также сократить объем работы для клиентов DeleteObject), можно предоставить компилятору возможность вычислить тип указания, передаваемого DeleteObject::operator(). Все, что для этого нужно, — переместить определение шаблона из DeleteObject в operator():

struct DeleteObject{// Убрали определение шаблона

// и базовый класс

template// Определение шаблона

void operator()(const Т* ptr) const

{

delete ptr;

}

};

Компилятор знает тип указателя, передаваемого DeleteObject:: operator(), поэтому мы можем заставить его автоматически создать экземпляр operator()для этого типа указателя. Недостаток подобного способа вычисления типа заключается в том, что мы отказываемся от возможности сделать объект DeleteObjectадаптируемым (совет 40). Впрочем, если учесть, на какое применение он рассчитан, вряд ли это можно считать серьезным недостатком.

С новой версией DeleteObjectкод клиентов SpecialStringвыглядит так:

void doSomething()

{

deque dssp;

...

for_each(dssp.begin(),dssp.end(),

DeleteObject());// Четко определенное поведение

}

Такое решение прямолинейно и безопасно по отношению к типам, что и требовалось.

Однако безопасность исключений все еще не достигнута. Если исключение произойдет после создания SpecialStringоператором new,но перед вызовом foreach,снова произойдет утечка ресурсов. Проблема решается разными способами, но простейший выход заключается в переходе от контейнера указателей к контейнеру умных указателей (обычно это указатели с подсчетом ссылок). Если вы незнакомы с концепцией умных указателей, обратитесь к любой книге по С++ для программистов среднего уровня и опытных. В книге «More Effective С++» этот материал приводится в совете 28.

Библиотека STL не содержит умных указателей с подсчетом ссылок. Написание хорошего умного указателя (то есть такого, который бы всегда правильно работал) — задача не из простых, и заниматься ею стоит лишь в случае крайней необходимости. Я привел код умного указателя с подсчетом ссылок в «More Effective С++» в 1996 году. Хотя код был основан на хорошо известной реализации умного указателя, а перед изданием книги материал тщательно проверялся опытными программистами, за эти годы было найдено несколько ошибок. Количество нетривиальных сбоев, возникающих при подсчете ссылок в умных указателях, просто невероятно (за подробностями обращайтесь к списку опечаток и исправлений для книги «More Effective С++» [28]).

К счастью, вам вряд ли придется создавать собственные умные указатели, поскольку найти проверенную реализацию не так сложно. Примером служит указатель shared_ptr из библиотеки Boost (совет 50). Используя shared_ptr, можно записать исходный пример данного совета в следующем виде: