C++的營(yíng)養(yǎng)
莫華楓
動(dòng)物都會(huì)攝取食物，吸收其中的營(yíng)養(yǎng)，用于自身生長(zhǎng)和活動(dòng)。然而，并非食物中所有的物質(zhì)都能為動(dòng)物所吸收。那些無(wú)法消化的物質(zhì)，通過(guò)消化道的另一頭（某些動(dòng)
物消化道只有一頭）排出體外。不過(guò)，一種動(dòng)物無(wú)法消化的排泄物，是另一種動(dòng)物（生物）的食物，后者可以從中攝取所需的營(yíng)養(yǎng)。
一門編程語(yǔ)言，對(duì)于程序員而言，如同食物那樣，包含著所需的養(yǎng)分。當(dāng)然也包含著無(wú)法消化的東西。不同的是，隨著程序員不斷成長(zhǎng)，會(huì)逐步消化過(guò)去無(wú)法消化的那些東西。
C++可以看作一種成分復(fù)雜的食物，對(duì)于多數(shù)程序員而言，是無(wú)法完全消化的。正因?yàn)槿绱?，很多程序員認(rèn)為C++太難以消化，不應(yīng)該去吃它。但是，C++的
營(yíng)養(yǎng)不可謂不豐富，就此舍棄，而不加利用，則是莫大的罪過(guò)。好在食物可以通過(guò)加工，變得易于吸收，比如說(shuō)發(fā)酵。鑒于程序員們的消化能力的差異，也為了讓C
++的營(yíng)養(yǎng)能夠造福他人，我就暫且扮演一回酵母菌，把C++的某些營(yíng)養(yǎng)單獨(dú)提取出來(lái)，并加以分解，讓那些消化能力不太強(qiáng)的程序員也能享受它的美味。:)
（為了讓這些營(yíng)養(yǎng)便于消化，我將會(huì)用C#做一些案例。選擇C#的原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)槲沂煜ぁ?)）
RAII
RAII，好古怪的營(yíng)養(yǎng)?。∷娜Q應(yīng)該是“Resource Acquire Is Initial”。這是C++創(chuàng)始人Bjarne
Stroustrup發(fā)明的詞匯，比較令人費(fèi)解。說(shuō)起來(lái)，RAII的含義倒也不算復(fù)雜。用白話說(shuō)就是：在類的構(gòu)造函數(shù)中分配資源，在析構(gòu)函數(shù)中釋放資源。
這樣，當(dāng)一個(gè)對(duì)象創(chuàng)建的時(shí)候，構(gòu)造函數(shù)會(huì)自動(dòng)地被調(diào)用；而當(dāng)這個(gè)對(duì)象被釋放的時(shí)候，析構(gòu)函數(shù)也會(huì)被自動(dòng)調(diào)用。于是乎，一個(gè)對(duì)象的生命期結(jié)束后將會(huì)不再占用
資源，資源的使用是安全可靠的。
下面便是在C++中實(shí)現(xiàn)RAII的典型代碼：
class file
{
public:
file(string const& name) {
m_fileHandle=open_file(name.cstr());
}
~file() {
close_file(m_fileHandle);
}
...
private:
handle m_fileHandle;
}
很典型的“在構(gòu)造函數(shù)里獲取，在析構(gòu)函數(shù)里釋放”。如果我寫下代碼：
void fun1() ...{
file myfile("my.txt");
... //操作文件
} //此處銷毀對(duì)象，調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，釋放資源
當(dāng)函數(shù)結(jié)束時(shí)，局部對(duì)象myfile的生命周期也結(jié)束了，析構(gòu)函數(shù)便會(huì)被調(diào)用，資源會(huì)得到釋放。而且，如果函數(shù)中的代碼拋出異常，那么析構(gòu)函數(shù)也會(huì)被調(diào)用，資源同樣會(huì)得到釋放。所以，在RAII下，不僅僅資源安全，也是異常安全的。
但是，在如下的代碼中，資源不是安全的，盡管我們實(shí)現(xiàn)了RAII：
void fun2() ...{
file pfile=new file("my.txt");
... //操作文件
}
因?yàn)槲覀冊(cè)诙焉蟿?chuàng)建了一個(gè)對(duì)象（通過(guò)new），但是卻沒(méi)有釋放它。我們必須運(yùn)用delete操作符顯式地加以釋放：
void fun3() ...{
file pfile=new file("my.txt");
... //操作文件
delete pfile;
}
否則，非但對(duì)象中的資源得不到釋放，連對(duì)象本身的內(nèi)存也得不到回收。（將來(lái)，C++的標(biāo)準(zhǔn)中將會(huì)引入GC（垃圾收集），但正如下面分析的那樣，GC依然無(wú)法確保資源的安全）。
現(xiàn)在，在fun3()，資源是安全的，但卻不是異常安全的。因?yàn)橐坏┖瘮?shù)中拋出異常，那么delete pfile;這句代碼將沒(méi)有機(jī)會(huì)被執(zhí)行。C++領(lǐng)域的諸位大牛們告誡我們：如果想要在沒(méi)有GC的情況下確保資源安全和異常安全，那么請(qǐng)使用智能指針：
void fun4() ...{
shared_ptr<file> spfile(new file("my.txt"));
... //操作文件
} //此處，spfile結(jié)束生命周期的時(shí)候，會(huì)釋放（delete）對(duì)象
那么，智能指針又是怎么做到的呢？下面的代碼告訴你其中的把戲（關(guān)于智能指針的更進(jìn)一步的內(nèi)容，請(qǐng)參考std::auto_ptr，boost或tr1的智能指針）：
template<typename T>
class smart_ptr
...{
public:
smart_ptr(T* p):m_ptr(p) ...{}
~smart_ptr() ...{ delete m_ptr; }
...
private:
T* m_ptr;
}
沒(méi)錯(cuò)，還是RAII。也就是說(shuō)，智能指針通過(guò)RAII來(lái)確保內(nèi)存資源的安全，也間接地使得對(duì)象上的RAII得到實(shí)施。不過(guò)，這里的RAII并不是十分嚴(yán)
格：對(duì)象（所占的內(nèi)存也是資源）的創(chuàng)建（資源獲取）是在構(gòu)造函數(shù)之外進(jìn)行的。廣義上，我們也把它劃歸RAII范疇。但是，Matthew
Wilson在《Imperfect C++》一書中，將其獨(dú)立出來(lái)，稱其為RRID（Resource Release Is
Destruction）。RRID的實(shí)施需要在類的開(kāi)發(fā)者和使用者之間建立契約，采用相同的方法獲取和釋放資源。比如，如果在shared_ptr構(gòu)造
時(shí)使用malloc()，便會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)閟hared_ptr是通過(guò)delete釋放對(duì)象的。
對(duì)于內(nèi)置了GC的語(yǔ)言，資源管理相對(duì)簡(jiǎn)單。不過(guò)，事情并非總是這樣。下面的C#代碼摘自MSDN Library的C#編程指南，我略微改造了一下：
static void CodeWithoutCleanup()
...{
System.IO.FileStream file = null;
System.IO.FileInfo fileInfo = new System.IO.FileInfo("C:\file.txt");
file = fileInfo.OpenWrite();
file.WriteByte(0xF);
}
那么資源會(huì)不會(huì)泄漏呢？這取決于對(duì)象的實(shí)現(xiàn)。如果通過(guò)OpenWrite()獲得的FileStream對(duì)象，在析構(gòu)函數(shù)中執(zhí)行了文件的釋放操作，那么資
源最終不會(huì)泄露。因?yàn)镚C最終在執(zhí)行GC操作的時(shí)候，會(huì)調(diào)用Finalize()函數(shù)（C#類的析構(gòu)函數(shù)會(huì)隱式地轉(zhuǎn)換成Finalize()函數(shù)的重
載）。這是由于C#使用了引用語(yǔ)義（嚴(yán)格地講，是對(duì)引用類型使用引用語(yǔ)義），一個(gè)對(duì)象實(shí)際上不是對(duì)象本身，而是對(duì)象的引用。如同C++中的那樣，引用在離
開(kāi)作用域時(shí)，是不會(huì)釋放對(duì)象的。否則，便無(wú)法將一個(gè)對(duì)象直接傳遞到函數(shù)之外。在這種情況下，如果沒(méi)有顯式地調(diào)用Close()之類的操作，資源將不會(huì)得到
立刻釋放。但是像文件、鎖、數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接之類屬于重要或稀缺的資源，如果等到GC執(zhí)行回收，會(huì)造成資源不足。更有甚者，會(huì)造成代碼執(zhí)行上的問(wèn)題。我曾經(jīng)遇到
過(guò)這樣一件事：我執(zhí)行了一個(gè)sql操作，獲得一個(gè)結(jié)果集，然后執(zhí)行下一個(gè)sql，結(jié)果無(wú)法執(zhí)行。這是因?yàn)槲沂褂玫腟QL Server
2000不允許在一個(gè)數(shù)據(jù)連接上同時(shí)打開(kāi)兩個(gè)結(jié)果集（很多數(shù)據(jù)庫(kù)引擎都是這樣）。第一個(gè)結(jié)果集用完后沒(méi)有立刻釋放，而GC操作則尚未啟動(dòng)，于是便造成在一
個(gè)未關(guān)閉結(jié)果集的數(shù)據(jù)連接上無(wú)法執(zhí)行新的sql的問(wèn)題。
所以，只要涉及了內(nèi)存以外的資源，應(yīng)當(dāng)盡快釋放。（當(dāng)然，如果內(nèi)存能夠盡快釋放，就更好了）。對(duì)于上述CodeWithoutCleanup()函數(shù)，應(yīng)當(dāng)在最后調(diào)用file對(duì)象上的Close()函數(shù)，以便釋放文件：
static void CodeWithoutCleanup()
...{
System.IO.FileStream file = null;
System.IO.FileInfo fileInfo = new System.IO.FileInfo("C:\file.txt");
file = fileInfo.OpenWrite();
file.WriteByte(0xF);
file.Close();
}
現(xiàn)在，這個(gè)函數(shù)是
嚴(yán)格資源安全的，但卻不是
嚴(yán)格異常安全的。如果在文件的操作中拋出異常，Close()成員將得不到調(diào)用。此時(shí)，文件也將無(wú)法及時(shí)關(guān)閉，直到GC完成。為此，需要對(duì)異常作出處理：
static void CodeWithCleanup()
...{
System.IO.FileStream file = null;
System.IO.FileInfo fileInfo = null;
try
...{
fileInfo = new System.IO.FileInfo("C:\file.txt");
file = fileInfo.OpenWrite();
file.WriteByte(0xF);
}
catch(System.Exception e)
...{
System.Console.WriteLine(e.Message);
}
finally
...{
if (file != null)
...{
file.Close();
}
}
}
try-catch-finally是處理這種情況的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)句。但是，相比前面的C++代碼fun1()和fun4()繁瑣很多。這都是沒(méi)有RAII的后果啊。下面，我們就來(lái)看看，如何在C#整出RAII來(lái)。
一個(gè)有效的RAII應(yīng)當(dāng)包含兩個(gè)部分：構(gòu)造/析構(gòu)函數(shù)的資源獲取/釋放和確定性的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用。前者在C#中不成問(wèn)題，C#有構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。不過(guò)，
C#的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)是不能用于RAII的，原因一會(huì)兒會(huì)看到。正確的做法是讓一個(gè)類實(shí)現(xiàn)IDisposable接口，在IDisposable::
Dispose()函數(shù)中釋放資源：
class RAIIFile : IDisposable
...{
public RAIIFile(string fn) ...{
System.IO.FileInfo fileInfo = new System.IO.FileInfo(fn);
file = fileInfo.OpenWrite();
}
public void Dispose() ...{
file.Close();
}
private System.IO.FileStream file = null;
}
下一步，需要確保文件在退出作用域，或發(fā)生異常時(shí)被確定性地釋放。這項(xiàng)工作需要通過(guò)C#的using語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)：
static void CodeWithRAII()
...{
using(RAIIFile file=new RAIIFile("C:\file.txt"))
...{
... //操作文件
} //文件釋放
}
一旦離開(kāi)using的作用域，file.Dispose()將被調(diào)用，文件便會(huì)得到釋放，即便拋出異常，亦是如此。相比CodeWithCleanup
()中那坨雜亂繁復(fù)的代碼，CodeWithRAII()簡(jiǎn)直可以算作賞心悅目。更重要的是，代碼的簡(jiǎn)潔和規(guī)則將會(huì)大幅減少出錯(cuò)可能性。值得注意的是
using語(yǔ)句只能作用于實(shí)現(xiàn)IDisposable接口的類，即便實(shí)現(xiàn)了析構(gòu)函數(shù)也不行。所以對(duì)于需要得到RAII的類，必須實(shí)現(xiàn)
IDisposable。通常，凡是涉及到資源的類，都應(yīng)該實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，便于日后使用。實(shí)際上，.net庫(kù)中的很多與非內(nèi)存資源有關(guān)的類，都實(shí)現(xiàn)了
IDisposable，都可以利用using直接實(shí)現(xiàn)RAII。
但是，還有一個(gè)問(wèn)題是using無(wú)法解決的，就是如何維持類的成員函數(shù)的RAII。我們希望一個(gè)類的成員對(duì)象在該類實(shí)例創(chuàng)建的時(shí)候獲取資源，而在其銷毀的時(shí)候釋放資源：
class X
...{
public:
X():m_file("c:\file.txt") ...{}
private:
File m_file; //在X的實(shí)例析構(gòu)時(shí)調(diào)用File::~File()，釋放資源。
}
但是在C#中無(wú)法實(shí)現(xiàn)。由于uing中實(shí)例化的對(duì)象在離開(kāi)using域的時(shí)候便釋放了，無(wú)法在構(gòu)造函數(shù)中使用：
class X
...{
public X() ...{
using(m_file=new RAIIFile("C:\file.txt"))
...{
}//此處m_file便釋放了，此后m_file便指向無(wú)效資源
}
pravite RAIIFile m_file;
}
對(duì)于成員對(duì)象的RAII只能通過(guò)在析構(gòu)函數(shù)或Dispose()中手工地釋放。我還沒(méi)有想出更好的辦法來(lái)。
至此，RAII的來(lái)龍去脈已經(jīng)說(shuō)清楚了，在C#里也能從中汲取到充足的養(yǎng)分。但是，這還不是RAII的全部營(yíng)養(yǎng)，RAII還有更多的擴(kuò)展用途。在
《Imperfect C++》一書中，Matthew
Wilson展示了RAII的一種非常重要的應(yīng)用。為了不落個(gè)鸚鵡學(xué)舌的名聲，這里我給出一個(gè)真實(shí)遇到的案例，非常簡(jiǎn)單：我寫的程序需要響應(yīng)一個(gè)Grid
控件的CellTextChange事件，執(zhí)行一些運(yùn)算。在響應(yīng)這個(gè)事件（執(zhí)行運(yùn)算）的過(guò)程中，不能再響應(yīng)同一個(gè)事件，直到處理結(jié)束。為此，我設(shè)置了一個(gè)
標(biāo)志，用來(lái)控制事件響應(yīng)：
class MyForm
...{
public:
MyForm():is_cacul(false) ...{}
...
void OnCellTextChange(Cell& cell) ...{
if(is_cacul)
return;
is_cacul=true;
... //執(zhí)行計(jì)算任務(wù)
is_cacul=false;
}
private:
bool is_cacul;
};
但是，這里的代碼不是異常安全的。如果在執(zhí)行計(jì)算的過(guò)程中拋出異常，那么is_cacul標(biāo)志將永遠(yuǎn)是true。此后，即便是正常的
CellTextChange也無(wú)法得到正確地響應(yīng)。同前面遇到的資源問(wèn)題一樣，傳統(tǒng)上我們不得不求助于try-catch語(yǔ)句。但是如果我們運(yùn)用
RAII，則可以使得代碼簡(jiǎn)化到不能簡(jiǎn)化，安全到不能再安全。我首先做了一個(gè)類：
class BoolScope
...{
public:
BoolScope(bool& val, bool newVal)
:m_val(val), m_old(val) ...{
m_val=newVal;
}
~BoolScope() ...{
m_val=m_old;
}
private:
bool& m_val;
bool m_old;
};
這個(gè)類的作用是所謂“域守衛(wèi)（scoping）”，構(gòu)造函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù)：第一個(gè)是一個(gè)bool對(duì)象的引用，在構(gòu)造函數(shù)中保存在m_val成員里；第二個(gè)
是新的值，將被賦予傳入的那個(gè)bool對(duì)象。而該對(duì)象的原有值，則保存在m_old成員中。析構(gòu)函數(shù)則將m_old的值返還給m_val，也就是那個(gè)
bool對(duì)象。有了這個(gè)類之后，便可以很優(yōu)雅地獲得異常安全：
class MyForm
...{
public:
MyForm():is_cacul(false) ...{}
...
void OnCellTextChange(Cell& cell) ...{
if(is_cacul)
return;
BoolScope bs_(is_cacul, true);
... //執(zhí)行計(jì)算任務(wù)
}
private:
bool is_cacul;
};
好啦，任務(wù)完成。在bs_創(chuàng)建的時(shí)候，is_cacul的值被替換成true，它的舊值保存在bs_對(duì)象中。當(dāng)OnCellTextChange()返回
時(shí)，bs_對(duì)象會(huì)被自動(dòng)析構(gòu)，析構(gòu)函數(shù)會(huì)自動(dòng)把保存起來(lái)的原值重新賦給is_cacul。一切又都回到原先的樣子。同樣，如果異常拋出，is_cacul
的值也會(huì)得到恢復(fù)。
這個(gè)BoolScope可以在將來(lái)繼續(xù)使用，分?jǐn)傁聛?lái)的開(kāi)發(fā)成本幾乎是0。更進(jìn)一步，可以開(kāi)發(fā)一個(gè)通用的Scope模板，用于所有類型，就像《Imperfect C++》里的那樣。
下面，讓我們把戰(zhàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到C#，看看C#是如何實(shí)現(xiàn)域守衛(wèi)的?？紤]到C#（.net）的對(duì)象模型的特點(diǎn)，我們先實(shí)現(xiàn)引用類型的域守衛(wèi)，然后再來(lái)看看如何對(duì)付值類型。其原因，一會(huì)兒會(huì)看到。
我曾經(jīng)需要向一個(gè)grid中填入數(shù)據(jù)，但是填入的過(guò)程中，控件不斷的刷新，造成閃爍，也影響性能，除非把控件上的AutoDraw屬性設(shè)為false。為此，我做了一個(gè)域守衛(wèi)類，在填寫操作之前關(guān)上AutoDraw，完成或異常拋出時(shí)再打開(kāi)：
class DrawScope : IDisposable
...{
public DrawScope(Grid g, bool val) ...{
m_grid=g;
m_old=g->AutoDraw;
m_grid->AutoDraw=val;
}
public void Dispose() ...{
g->AutoDraw=m_old;
}
private Grid m_grid;
private bool m_old;
};
于是，我便可以如下優(yōu)雅地處理AutoDraw屬性設(shè)置問(wèn)題：
static void LoadData(Grid g) ...{
using(DrawScope ds=new DrawScope(g, false))
...{
... //執(zhí)行數(shù)據(jù)裝載
}
}
現(xiàn)在，我們回過(guò)頭，來(lái)實(shí)現(xiàn)值類型的域守衛(wèi)。案例還是采用前面的CellTextChange事件。當(dāng)我試圖著手對(duì)那個(gè)is_cacul執(zhí)行域守衛(wèi)時(shí)，遇到了不小的麻煩。起初，我寫下了這樣的代碼：
class BoolScope
...{
private ??? m_val; //此處用什么類型？
private bool m_old;
};
m_val應(yīng)當(dāng)是一個(gè)指向一個(gè)對(duì)象的引用，C#是沒(méi)有C++那些指針和引用的。在C#中，引用類型定義的對(duì)象實(shí)際上是一個(gè)指向?qū)ο蟮囊茫欢殿愋投x的
對(duì)象實(shí)際上是一個(gè)對(duì)象，或者說(shuō)“棧對(duì)象”，但卻沒(méi)有一種指向值類型的引用。（關(guān)于這種對(duì)象模型的優(yōu)劣，后面的“題外話”小節(jié)有一些探討）。我嘗試著采用兩
種辦法，一種不成功，而另一種成功了。
C#（.net）有一種box機(jī)制，可以將一個(gè)值對(duì)象打包，放到堆中創(chuàng)建。這樣，或許可以把一個(gè)值對(duì)象編程引用對(duì)象，構(gòu)成C#可以引用的東西：
class BoolScope : IDisposable
...{
public BoolScope(object val, bool newVal) ...{
m_val=val; //#1
m_old=(bool)val;
(bool)m_val=newVal; //#2
}
public void Dispose() ...{
(bool)m_val=m_old; //#3
}
private object m_val;
private bool m_old;
}
使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用如下形式：
class MyForm
...{
public MyForm() ...{
is_cacul=new bool(false); //boxing
}
...
void OnCellTextChange(Cell& cell) ...{
if(is_cacul)
return;
using(BoolScope bs=new BoolScope(is_cacul, true))
...{
... //執(zhí)行計(jì)算任務(wù)
}
}
private object is_cacul;
};
很可惜，此路不通。因?yàn)樵诖a#1的地方，并未執(zhí)行引用語(yǔ)義，而執(zhí)行了值語(yǔ)義。也就是說(shuō)，沒(méi)有把val（它是個(gè)引用）的值賦給m_val（也是個(gè)引用），
而是為m_val做了個(gè)副本。以至于在代碼#2和#3處無(wú)法將newVal和m_old賦予val（也就是is_cacul）?；蛟SC#的設(shè)計(jì)者有無(wú)數(shù)理
由說(shuō)明這種設(shè)計(jì)的合理性，但是在這里，卻扼殺了一個(gè)非常有用的idom。而且，缺少對(duì)值對(duì)象的引用手段，大大限制了語(yǔ)言的靈活性和擴(kuò)展性。
第二種方法就非常直白了，也絕對(duì)不應(yīng)當(dāng)出問(wèn)題，就是使用包裝類：
class BoolVal
...{
public BoolVal(bool v)
...{
m_val=v;
}
public bool getVal() ...{
return m_val;
}
public void setVal(bool v) ...{
m_val=v;
}
private bool m_val;
}
class BoolScope : IDisposable
...{
public IntScope(BoolVal iv, bool v)
...{
m_old = iv.getVal();
m_Val = iv;
m_Val.setVal(v);
}
public virtual void Dispose()
...{
m_Val.setVal(m_old);
}
private BoolVal m_Val;
private bool m_old;
}
這里，我做了一個(gè)包裝類BoolVal，是個(gè)引用類。然后以此為基礎(chǔ)，編寫了一個(gè)BoolScope類。然后，便可以正常使用域守衛(wèi)：
class MyForm
...{
public MyForm() ...{
m_val.setVal(false); //boxing
}
...
void OnCellTextChange(Cell& cell) ...{
if(is_cacul)
return;
using(BoolScope bs=new BoolScope(m_val, true))
...{
... //執(zhí)行計(jì)算任務(wù)
}
}
private BoolVal m_val;
};
好了，一切都很不錯(cuò)。盡管C#的對(duì)象模型給我們平添了不少麻煩，使得我多寫了不少代碼，但是使用域守衛(wèi)類仍然是一本萬(wàn)利的事情。作為GP fans，我當(dāng)然也嘗試著在C#里做一些泛型，以免去反復(fù)開(kāi)發(fā)包裝類和域守衛(wèi)類的苦惱。這些東西，就留給大家做練習(xí)吧。:)
在某些場(chǎng)合下，我們可能會(huì)對(duì)一些對(duì)象做一些操作，完事后在恢復(fù)這個(gè)對(duì)象的原始狀態(tài)，這也是域守衛(wèi)類的用武之地。只是守衛(wèi)一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的類，不是一件輕松的
工作。最直接的做法是取出所有的成員數(shù)據(jù)，在結(jié)束后再重新復(fù)制回去。這當(dāng)然是繁復(fù)的工作，而且效率不高。但是，我們將在下一篇看到，如果運(yùn)用swap手
法，結(jié)合復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，可以很方便地實(shí)現(xiàn)這種域守衛(wèi)。這我們以后再說(shuō)。
域守衛(wèi)作為RAII的一個(gè)擴(kuò)展應(yīng)用，非常簡(jiǎn)單，但卻極具實(shí)用性。如果我們對(duì)“資源”這個(gè)概念加以推廣，把一些值、狀態(tài)等等內(nèi)容都納入資源的范疇，那么域守衛(wèi)類的使用是順理成章的事。
題外話：C#的對(duì)象模型
C#的設(shè)計(jì)理念是簡(jiǎn)化語(yǔ)言的學(xué)習(xí)和使用。但是，就前面案例中出現(xiàn)的問(wèn)題而言，在特定的情況下，特別是需要靈活和擴(kuò)展的時(shí)候，C#往往表現(xiàn)的差強(qiáng)人意。C#
的對(duì)象模型實(shí)際上是以堆對(duì)象和引用語(yǔ)義為核心的。不過(guò)，考慮到維持堆對(duì)象的巨大開(kāi)銷和性能損失，應(yīng)用在一些簡(jiǎn)單的類型上，比如int、float等等，實(shí)
在得不嘗失。為此，C#將這些簡(jiǎn)單類型直接作為值處理，當(dāng)然也允許用戶定義自己的值類型。值類型擁有值語(yǔ)義。而值類型的本質(zhì)是棧對(duì)象，引用類型則是堆對(duì)
象。
這樣看起來(lái)應(yīng)該是個(gè)不錯(cuò)的折中，但是實(shí)際上卻造成了不大不小的麻煩。前面的案例已經(jīng)明確地表現(xiàn)了這種對(duì)象模型引發(fā)的麻煩。由于C#拋棄值和引用的差異（為
了簡(jiǎn)化語(yǔ)言的學(xué)習(xí)和使用），那么對(duì)于一個(gè)引用對(duì)象，我們無(wú)法用值語(yǔ)義訪問(wèn)它；而對(duì)于一個(gè)值對(duì)象，我們無(wú)法用引用語(yǔ)義訪問(wèn)。對(duì)于前者，不會(huì)引發(fā)本質(zhì)性的問(wèn)
題，因?yàn)槲覀兛梢允褂贸蓡T函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)值語(yǔ)義。但是對(duì)于后者，則是無(wú)法逾越的障礙，就像在BoolScope案例中表現(xiàn)的那樣。在這種情況下，我們不得不用
引用類包裝值類型，使得值類型喪失了原有的性能和資源優(yōu)勢(shì)。
更有甚者，C#的對(duì)象模型有時(shí)會(huì)造成語(yǔ)義上的沖突。由于值類型使用值語(yǔ)義，而引用類型使用引用語(yǔ)義。那么同樣是對(duì)象定義，便有可能使用不同的語(yǔ)義：
int i, j=10; //值類型
i=j; //值語(yǔ)義，兩個(gè)對(duì)象復(fù)制內(nèi)容
i=5; //i==5, j==10
StringBuilder s1, s2 = new StringBuilder("s2"); //引用類型
s1 = s2; //引用語(yǔ)義，s1和s2指向同一個(gè)對(duì)象
s1.Append(" is s1"); //s1==s2=="s1 is s2"
同一個(gè)形式具有不同語(yǔ)義，往往會(huì)造成意想不到的問(wèn)題。比如，在軟件開(kāi)發(fā)的最初時(shí)刻，我們認(rèn)為某個(gè)類型是值類型就足夠了，還可以獲得性能上的好處。但是，隨
著項(xiàng)目進(jìn)入后期階段，發(fā)現(xiàn)最初的設(shè)計(jì)有問(wèn)題，值類型限制了該類型的某些特性（如不能擁有析構(gòu)函數(shù)，不能引用等等），那么需要把它改成引用類型。于是便引發(fā)
一大堆麻煩，需要檢查所有使用該類型的代碼，然后把
賦值操作改成
復(fù)制操作。這肯定不是討人喜歡的工作。為此，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，很少自定義值類型，以免將來(lái)自縛手腳。于是，值類型除了語(yǔ)言內(nèi)置類型和.net庫(kù)預(yù)定義的類型外，成了一件擺設(shè)。
相比之下，傳統(tǒng)語(yǔ)言，如Ada、C、C++、Pascal等，區(qū)分引用和值的做法盡管需要初學(xué)者花更多的精力理解其中的差別，但在使用中則更加妥善和安全。畢竟學(xué)習(xí)是暫時(shí)的，使用則是永遠(yuǎn)的。