Читать онлайн «Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация». Страница 26

Если класс определяет любую перегрузку оператора new, он должен перегрузить все три стандартных типа этого оператора — обычный new, размещающий и не генерирующий исключений. Если этого не сделать, то эти операторы окажутся скрытыми и недоступными пользователям вашего класса.

Обычно пользовательские операторы new и delete нужны очень редко, но если они все же оказываются необходимы, то вряд ли вы захотите, чтобы они скрывали встроенные сигнатуры.

В С++, после того как вы определите имя в области видимости (например, в области видимости класса), все такие же имена в охватывающих областях видимости окажутся скрыты (например, в базовых классах или охватывающих пространствах имен), так что перегрузка никогда не работает через границы областей видимости. Когда речь идет об имени оператора new, необходимо быть особенно осторожным и внимательным, чтобы не усложнять жизнь себе и пользователям вашего класса.

Пусть вы определили следующий оператор new, специфичный для класса:

class С {

 // ...

 // Скрывает три стандартных вида оператора new

 static void* operator new(size_t, MemoryPool&);

};

Теперь, если кто-то попытается написать выражение с обычным стандартным new С, компилятор сообщит о том, что он не в состоянии найти обычный старый оператор new. Объявление перегрузки C::operator new с параметром типа MemoryPool скрывает все остальные перегрузки, включая знакомые встроенные глобальные версии, которые все мы знаем и любим:

void* operator new(std::size_t); // Обычный

void* operator new(std::size_t,

 std::nothrow_t) throw();        // He генерирующий исключений

void* operator new(std::size_t,

 void*);                         // Размещающий

В качестве другого варианта событий предположим, что ваш класс предоставляет некоторую специфичную для данного класса версию оператора new — одну из трех. В таком случае это объявление также скроет остальные две версии:

class С {

 // ...

 // Скрывает две другие стандартные версии оператора new

 static void* operator new(size_t, void*);

};

Предпочтительно, чтобы у класса С в его область видимости были явно внесены все три стандартные версии оператора new. Обычно все они должны иметь одну и ту же видимость. (Видимость для отдельных версий может быть сделана закрытой, если вы хотите явно запретить один из вариантов оператора new, однако цель данной рекомендации — напомнить, чтобы вы не скрыли эти версии непреднамеренно.)

Заметим, что вы должны всегда избегать сокрытия размещающего new, поскольку он интенсивно используется контейнерами стандартной библиотеки.

Все, что осталось упомянуть, — это то, что внесение оператора new в область видимости может быть сделано двумя различными способами в двух разных ситуациях. Если базовый класс вашего класса также определяет оператор new, все, что вам надо, — "раскрыть" оператор new:

class С : public B { // ...

public:

 using B::operator new;

};

В противном случае, если не имеется базового класса или в нем не определен оператор new, вы должны написать короткую пересылающую функцию (поскольку нельзя использовать using для внесения имен из глобальной области видимости):

class C { // ...

public:

 static void* operator new(std::size_t s) {

  return ::operator new(s);

 }

 static void* operator new(std::size_t s,

  std::nothrow_t nt) throw() {

  return ::operator new(s, nt);

 }

 static void* operator new(std::size_t s, void* p) {

  return ::operator new(s, p);

 }

};

Рассмотренная рекомендация применима также к версиям операторов для массивов — operator new[].

Избегайте вызова версии new(nothrow) в вашем коде, но тем не менее обеспечьте и ее, чтобы пользователи вашего класса не оказались в какой-то момент неприятно удивлены.

[Dewhurst03] §60 • [Sutter04] §22-23

О Большой Четверке специальных функций было сказано достаточно, чтобы вы не удивлялись тому, что им посвящен отдельный раздел. Здесь собраны знания и практика, связанные с конструкторами по умолчанию, копирующими конструкторами, копирующим присваиванием и деструкторами.

Одна из причин, по которым при работе с этими функциями следует быть особенно внимательными, заключается в том, что если вы дадите компилятору хотя бы полшанса — он тут же напишет эти функции за вас. Еще одна причина состоит в том, что С++ по умолчанию рассматривает классы как типы-значения, но далеко не все типы именно таковы (см. рекомендацию 32). Надо отчетливо понимать, когда следует писать (или запрещать) эти специальные функции явно, и следовать правилам и рекомендациям из этого раздела — это поможет вам в написании корректного, расширяемого и безопасного кода.

В этом разделе мы считаем наиболее значимой рекомендацию 51 — "Деструкторы, функции освобождения ресурсов и обмена не ошибаются".

Переменные-члены всегда инициализируются в том порядке, в котором они объявлены при определении класса; порядок их упоминания в списке инициализации конструктора игнорируется. Убедитесь, что в коде конструктора указан тот же порядок, что и в определении класса.

Рассмотрим следующий код:

class Employee {

 string email_, firstName_, lastName_;

public:

 Employee( const char* firstName, const char* lastName ) :

  firstName_(firstName), lastName_(lastName),

  email_(firstName_+"."+lastName_+"@acme.com") {}

};

Этот код содержит ошибку, столь же неприятную, сколь и трудно обнаруживаемую. Поскольку член email_ объявлен в определении класса до first_ и last_, он будет инициализирован первым и будет пытаться использовать еще не инициализированные поля. Более того, если определение конструктора находится в отдельном файле, то выявить такое удаленное влияние порядка объявления переменных-членов класса на корректность конструктора окажется еще труднее.

Эта особенность языка обусловлена необходимостью гарантировать единый порядок уничтожения членов; в противном случае деструктор был бы должен уничтожать объекты в разном порядке, в зависимости от того, в каком именно порядке конструктор создавал их. Накладные расходы, необходимые для решения этой проблемы, признаны неприемлемыми.

Решение заключается в том, чтобы всегда писать инициализаторы членов в том же порядке, в котором эти члены объявлены в классе. В этом случае сразу становятся очевидными все некорректные зависимости между членами. Еще лучше полностью избегать зависимости инициализации одного члена от других.

Многие компиляторы (но не все) выдают предупреждение при нарушении этого правила.

[Cline99] §22.03-1] • [Dewhurst03] §52-53 • [Koenig97] §4 • [Lakos96] §10.3.5 • [Meyers97] §13 • [Murray93] §2.1.3 • [Sutter00] §47

В конструкторах использование инициализации вместо присваивания для установки значений переменных-членов предохраняет от ненужной работы времени выполнения при том же объеме вводимого исходного текста.

Конструкторы генерируют скрытый код инициализации. Рассмотрим следующий код:

class A {

 string s1_, s2_;

public:

 A() { s1_ = "Hello, "; s2_ = "world"; }

};

В действительности сгенерированный код конструктора выглядит так, как если бы вы написали:

А() : s1_(), s2_() { s1_ = "Hello, "; s2_ = "world"; }

To есть объекты, не инициализированные вами явно, автоматически инициализируются с использованием их конструкторов по умолчанию, после чего выполняется присваивание значений с использованием их операторов присваивания. Чаще всего операторы присваивания нетривиальных объектов выполняют немного больше работы, чем конструкторы, поскольку работают с уже созданными объектами.

Таким образом, инициализация переменных-членов в списке инициализации дает код, лучше выражающий ваши намерения и обычно более быстрый и меньшего размера:

А() : s1_("Hello, "), s2_("world ") { }

Эта методика не является преждевременной оптимизацией; это — избежание преждевременной пессимизации (см. рекомендацию 9).

Всегда выполняйте захват неуправляемого ресурса (например, выделение памяти оператором new, результат которого не передается немедленно конструктору интеллектуального указателя) в теле конструктора, а не в списке инициализации (см. [Sutter02]). Конечно, лучше всего вообще не использовать таких небезопасных и не имеющих владельца ресурсов (см. рекомендацию 13).