二阶构造模式(二十一)
我们之前学习了构造函数,类的构造函数用于对象的初始化。构造函数与类同名并且没有返回值,构造函数在对象定义时自动被定义。那么我们就思考下:1、如何判断构造函数的执行结果呢?2、在构造函数中执行 return 语句会发生什么呢?3、构造函数执行结束是否意味着对象构造成功呢?
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我们带着问题来看看下面程序会怎么执行
#includeclass Test { private: int mi; int mj; public: Test(int i, int j) { mi = i; return; mj = j; } int getI() { return mi; } int getJ() { return mj; } }; int main() { Test t(1, 2); printf("t.mi = %d\n", t.getI()); printf("t.mj = %d\n", t.getJ()); return 0; }
我们在构造函数中直接 return,看看编译是否会通过
我们看到编译是通过的,但是它的结果和我们想的不一样。那么我们会想这返回的是个错误的对象,有什么办法杜绝呢?加个私有的 bool 类型成员变量 mStatus 来判断下它的状态,如果构造函数执行完成便将它置为 true,初始化为 false。在 main 函数中先判断它的状态是否为 true,如果是则执行打印。程序如下
#includeclass Test { private: int mi; int mj; bool mStatus; public: Test(int i, int j) : mStatus(false) { mi = i; return; mj = j; mStatus = true; } int getI() { return mi; } int getJ() { return mj; } bool getStatus() { return mStatus; } }; int main() { Test t(1, 2); if( t.getStatus() ) { printf("t.mi = %d\n", t.getI()); printf("t.mj = %d\n", t.getJ()); } else { printf("failed to init to t !!!\n"); } return 0; }
我们看看编译结果
确实是初始化失败了。关于构造函数,我们可能不知道的几个点:1、只提供自动初始化成员变量的机会;2、不能保证初始化逻辑一定成功;3、执行 return 语句后构造函数立即结束。由此可见,构造函数能决定的知识对象的初始化状态,而不是对象的诞生!!
在 C++ 中有半成品的概念,顾名思义就是未初始化完成的对象。半成品对象是合法的 C++ 对象,也是 Bug 的重要来源之一。在我们之前创建的数组类中,如果在构造函数中申请数组大小得不到成功执行,那么就会莫名的得到段错误。但是它是不确定的,一般而言,这种情况很少,所以也就很不好调试。
那么依据工程经验,这时我们便可将构造过程分为:与资源无关的初始化操作,也就是不可能出现异常情况的操作;还有就是需要使用系统资源的操作,可能出现异常情况,如:内存申请,访问文件等。下面我们以一幅图来说明二阶构造的顺序
那么我们可以看出如果在进行系统资源申请操作时出错,我们便删除半成品对象,返回 NULL。这样我们便可以避免这类的 Bug。下来我们以代码为例进行分析说明
#includeclass TowPhassCons { private: TowPhassCons() // 第一阶段构造函数 { } bool construct() // 第二阶段构造函数 { return true; } public: static TowPhassCons* NewInstance(); // 对象创建函数 }; TowPhassCons* TowPhassCons::NewInstance() { TowPhassCons* ret = new TowPhassCons(); // 若第二阶段构造失败,返回 NULL if( !(ret && ret->construct()) ) { delete ret; ret = NULL; } return ret; } int main() { TowPhassCons obj; // TowPhassCons obj = new TowPhassCons(); /* TowPhassCons* obj = TowPhassCons::NewInstance(); printf("obj = %p\n", obj); delete obj; */ return 0; }
我们先来这样试试平时我们直接创建对象的方法,看看编译可以通过吗
它说构造函数是个私有函数,我们不能直接调用。再来试试第 35 行那样的创建对象呢
还是报一样的错误。那么我们再来试试最后一种,调用二阶构造函数
那么编译是通过的。如果我们试试在 construct 函数中直接返回 false 呢
那么对象 obj 就会指向为空。下来我们就是用二阶构造的思想来加强下我们之前所写的数组类
IntArray.h 源码
#ifndef _INTARRAY_H_ #define _INTARRAY_H_ class IntArray { private: int m_length; int* m_pointer; IntArray(int len); bool construct(); public: static IntArray* NewInstance(int length); int length(); bool get(int index, int& value); bool set(int index, int value); ~IntArray(); }; #endif
IntArray.cpp 源码
#include "IntArray.h" IntArray::IntArray(int len) { m_length = len; } bool IntArray::construct() { bool ret = true; m_pointer = new int[m_length]; if( m_pointer ) { for(int i=0; iconstruct()) ) { delete ret; ret = 0; } return ret; } int IntArray::length() { return m_length; } bool IntArray::get(int index, int& value) { bool ret = (0 <= index) && (index <= length()); if( ret ) { value = m_pointer[index]; } return ret; } bool IntArray::set(int index, int value) { bool ret = (0 <= index) && (index <= length()); if( ret ) { m_pointer[index] = value; } return ret; } IntArray::~IntArray() { delete[] m_pointer; }
test.cpp 源码
#include#include "IntArray.h" int main() { IntArray* a = IntArray::NewInstance(5); printf("a.length = %d\n", a->length()); for(int i=0; i length(); i++) { a->set(i, i+1); } for(int i=0; i length(); i++) { int v = 0; a->get(i, v); printf("a[%d] = %d\n", i, v); } delete a; return 0; }
我们编译下,看看结果
结果和我们所想的是一样的。通过对二阶构造的学习,总结如下:1、构造函数只能决定对象的初始化状态,构造函数中初始化操作的失败并不影响对象的诞生;2、初始化不完全的半成品对象是 Bug 的重要来源;3、二阶构造人为的将初始化过程分为两部分,它能确保创建的对象都是完整初始化的。
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