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難以割舍的二段構造

        兩段構造也是聲名狼藉得很,比之于MFC,好不了多少,貌似MFC中到處都是兩段構造,難道兩段構造的聲譽也是受MFC所累。定義完了一個對象變量之后,還要再調用一次該對象的Create函數,而且還要Create成功了之后,才能對該對象做進一步的操作,否則對象將一直處于非法狀態。這種代碼方式寫起來確實很惡心,為何不直接在構造函數中直接Create,不成功就拋出異常,然后對象就流產了,好過它半死不活地一直茍延殘喘于世上,累己累人。其實,MFC選擇兩段構造也是有苦衷:1、先是很久很久以前,VC編譯器對異常的支持不怎么好,當然,現在的VC編譯器,自然今時不比往日,但是,還要兼容以往的代碼;2、然后是MFC的設計,它只是對API做了一層薄薄的包裝,薄薄的意思,就是,不管怎么搗鼓,都難以將WINDOWS系統中的各種對象包裝成一個干凈的C++對象了,因為,API本身就采用兩段構造??刹皇菃幔慷x一個句柄變量,然后CreateXXX返回結果,返回值非法,表示創建失敗。失敗了,還要霸王硬上弓,后果會怎么樣,這誰也不知道。
        理論上,構造函數拋出異常確實很優雅,代碼也更具美感,并且,其行為也更加明確,要么就處理,要么,就等著程序異常退出。但是,實際上,異常這種東西,真正實現執行起來,卻相當的困難。更何況,如果完全丟棄兩段法,除了異常,還會引入一些新的問題,正所謂:“前門驅虎,后門進狼”,進來不只是一只狼,而是好幾只。生活的奧妙,就在于制造出新的問題,以解決舊的問題。
        構造函數中直接調用Create,就表示了用戶一定義一個類型變量,程序就會馬上啟動Create函數,也就意味著可能將創建窗口對象、內核對象、甚至啟動新的線程等等,這些操作都不是省油的燈,構造函數中做了太多事情,會有隱藏太多細節之嫌,代碼本來就是為了隱藏細節,這個多事之罪名暫且不論;但是,用戶沒法對創建過程Say NOT,也即是說,用戶一定義對象變量,就只能接受它的高昂的創建過程。難道,一開始就讓對象進入有效狀態,這都有錯嗎?確實是的。有時候,用戶只是先想聲明(定義)對象,等必要(時機成熟)的時候,再讓它進入有效狀態。咦,用戶這樣寫代碼,不太好吧,應該強制他/她等到了那個時候,再定義對象變量。變量怎么可以隨隨便便就定義呢?應該在要使用的時候,才定義它,這才是良好的代碼風格。但是,有些情況,確實需要先暫時定義非法狀態下的對象變量,比如,這個對象是另一個對象(擁有者)的成員變量時,那也沒什么,強制用戶在必要的時候,才定義擁有者對象變量。但是,假如這個擁有者必須是全局變量,那該怎么辦?那也沒什么,將擁有者定義為指針變量就是了?好了,本來只是要對象創建失敗的情況,現在還要考慮內存分配的細節,然后接著就是new delete,然后就是各種智能指針閃亮登臺演出,更糟糕的是,對象有效無效的問題依然沒有根除,因為,只要引入指針,每次使用指針,就必須檢查指針是否有效,咦,難道操作空指針不會拋出異常嗎?C++規范中,操作空指針屬后果未確定的行為,對C++而言,未確定往往就是最糟糕的意思。此外,鑒于對象只能一直處于有效狀態,它就不可能提供讓對象進入無效狀態的操作。如果想要讓對象無效,唯一的辦法,就是讓它死去,強制對象啟動析構函數,方法是離開作用域強者delete它。下次要使用它的時候,就再new一次或者定義一次,不,它已經是另外一條新生命了。但是,對于兩段構造的對象,只須Destroy又或者Create,對象可以永遠只有一個。此外,二段構造頗具擴展性,很輕易地就可搞成三段構造,每一步,用戶都有選擇的權利。但構造異常就沒有這個優點。
        考慮到構造函數中的參數問題,比如,月份的參數,大家都知道,有效值只在1-12月之間。不討論這種情況下,非法的參數傳遞是否屬于代碼的邏輯問題。對此,構造異常指導下的對象是不可能出現無參(沒有參數或者參數都有缺省值)的構造函數,因此,它們也都不能用于數組,難以應用于全局變量、靜態變量、作為其他對象的數據成員,如果非要在這些場合下使用它們,比如占位符的作用,唯有用上指針,于是伴隨而來的,又如上文所述,使用指針之前,必須檢查指針的有效性,只怕不會比檢查二段構造的有效性好多少。
        二段構造不輕易剝奪用戶的權利,提供更多選擇,可用于數組、堆棧、STL中的容器,要它死,它就死,要它活,它就活,但是,它可以從來都未曾消失過,要做的,僅僅是在使用它時,清楚它是死是活就行了,不過多加幾次判斷而已。相比之下,構造異常就更具侵入性了,一旦用上,就只能被迫遵照它的規則行事。
        其實,兩段構造與構造異常,都很惡心,只要一處代碼中用到了它,所有與之相關的代碼都沒法脫身。差別不過在于誰比誰惡心而已,這個,視各人的口味而不同。對于本人這種害怕分配內存,釋放內存,更加畏懼異常的人來說(這并不表示本人寫不出異常安全的代碼),當然優先選擇二段構造,MORE EFFECTIVE的條款中,聲稱,如無必要,不要提供缺省的構造函數,以免對象陷入半死不活的狀態中。而我的習慣作法則是,如無必要,必須提供缺省的構造函數,不要輕易剝奪用戶想要使用對象數組的權利,或者是由于不提供缺省的構造函數,而由此引起的種種不便。
        好了,既然程序中決定用二段構造了,那么,假如用戶定義了一個對象,忘了再構造一次,但是又要執行其他操作,怎么辦?嗯,那也沒什么,既然用戶不遵守契約,我們的對象自然可以做出種種不確定的行為。當然,別忘了,在其他的每一個操作上都添加幾條assert語句,盡管這很惡心,也聊勝于無,減少點罪惡感,以便于在調試版中找出問題。

posted on 2012-06-14 15:08 華夏之火 閱讀(3790) 評論(14)  編輯 收藏 引用 所屬分類: c++技術探討

評論

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-14 16:37 Richard Wei

支持一下,C++里我們一般把分配內存和簡單的初始化工作都放在了構造函數里,而把一些復雜的工作放在一個單獨的初始化函數里,這樣的話比較靈活。如果覺得使用不方便,可以自己封裝一層,也就是所謂的RAII了。  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-14 17:45 華夏之火

是啊,在下也偏向于精簡構造函數。對于多事的構造函數的代碼,內心總是很排斥,本能的對于細節的感興趣,或者這也是C++者們的通病@Richard Wei
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# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-14 18:35 春秋十二月

http://www.shnenglu.com/qinqing1984/archive/2011/07/04/150084.html  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-14 20:41 華夏之火

?這些都是深度探索c++對象模型中的內容,每一個想在c++上有所作為的人必須先深度探索這本書。@春秋十二月  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-15 11:25 guilin

有時候,用戶只是先想聲明(定義)對象,等必要(時機成熟)的時候,再讓它進入有效狀態
這是你不用異常的基礎論點。絕對不應該出現這種用法,所以整篇文章都是扯淡  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-15 11:33 guilin


“有時候,用戶只是先想聲明(定義)對象,等必要(時機成熟)的時候,再讓它進入有效狀態。”
這正是二段構造的用法。
你說構造+異常的用法不好的理由卻是:“有時想使用二段構造?!薄?br>這就像為什么不開車:因為有時候想走路,所以開車不好。  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-15 11:42 華夏之火

在下也知道不應該這樣用,只是碰到這樣的需求,該怎么辦,難道要用指針嗎?@guilin
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# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-15 16:44 guilin

@華夏之火
我從來沒碰到這樣的需求,你可以舉個簡單例子出來看看  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-15 17:13 華夏之火

好比一個服務器類,我們一般都是先定義一個對象變量,然后讓變量開始監聽端口并啟動監聽的線程,這也可以看成二段構造吧。難道你要定義服務器對象的時候,就讓它在構造函數里面直接就開始監聽并啟動線程嗎@guilin
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# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-17 17:57 guilin

@華夏之火
這很正常,可以看看boost asio的幾個例子,都是在構造函數中干的  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-17 18:00 guilin

@華夏之火
類成員對象初始化在初始化列表中已經初始化完成了。C++構造函數其實本質上就是一個init函數,只不過沒有返回值。有了異常,也算有返回值了。所以再多寫一個init函數實在沒有必要  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-06-18 08:59 華夏之火

受教了,可能是在下內心對于異常的排斥,所以總是要盡量避免這個東西@guilin
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# re: 難以割舍的二段構造 2012-07-09 16:12 哥沒注冊

糾結了
關于C++從C上擴展出來的這類功能。有益則用,無益就不理會。比如鄙人基本不使用NEW/DELETE,也就沒有你的困惑了。HOHO~~  回復  更多評論   

# re: 難以割舍的二段構造 2012-07-09 17:11 華夏之火

NEW/DELETE的問題不大,主要是某些較耗資源的玩意,好比線程、文件、數據庫連接,直接在構造函數中啟動,會讓人很糾結,覺得隱藏太多細節@哥沒注冊
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