Читать онлайн «Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация». Страница 30

// Объявляем копирующий конструктор как explicit (у данного

// решения имеется побочное действие, так что требуется

// улучшение этого метода)

class B { // ...

public:

 explicit B(const B& rhs);

};

class D : public B { /* ... */ };

Вызывающий код все равно в состоянии выполнить срезку, если это необходимо, но должен делать это явно:

void Transmogrify(B obj); // Теперь эта функция вообще не

                          // может быть вызвана (!)

void Transmogrify2(const B& obj) // Идиома для намерения в

{                                // любом случае получить

 В b( obj );                     // параметр obj по значению

 // ...                          // (с возможной срезкой)

}

B b;              // Базовые классы не должны быть конкретными

D d;              // (см. рекомендацию 35), но допустим это

Transmogrify(b);  // Должна быть ошибка (см. примечание)

Transmogrify(d);  // Должна быть ошибка (см. примечание)

Transmogrify2(d); // Все в порядке

Примечание: на момент написания данной рекомендации некоторые компиляторы ошибочно допускали один или оба приведенных вызова функции Transmogrify. Эта идиома вполне стандартна, но (пока что) не полностью переносима.

Имеется лучший способ предупреждения срезки, с более высокой степенью переносимости. Пусть, например, функция наподобие Transmogrify в действительности хочет получить полную глубокую копию без информации о действительном производном типе переданного объекта. Более общее идиоматическое решение состоит в том, чтобы сделать копирующий конструктор базового класса защищенным (чтобы функция наподобие Transmogrify не могла случайно его вызвать), а вместо него воспользоваться виртуальной функцией Clone:

// добавление функции Clone (уже лучше, но все еще требуется

// усовершенствование)

class B { // ...

public:

 virtual B* Clone() const = 0;

protected:

 B(const B&);

};

class D : public B { // ...

public:

 virtual D* Clone() const { return new D(*this); }

protected:

 D( const D& rhs ): B(rhs) {/*...*/ }

};

Теперь попытка срезки будет (переносимо) генерировать ошибку времени компиляции, а объявление функции Clone как чисто виртуальной заставляет непосредственный производный класс перекрыть ее. К сожалению, с данным решением все еще связаны две проблемы, которые компилятор не в состоянии обнаружить: в классе, производном от производного, функция Clone может оказаться неперекрытой, а перекрытие Clone может реализовать ее некорректно, так что копия будет не того же типа, что и оригинал. Функция Clone должна следовать шаблону проектирования Nonvirtual Interface (NVI; см. рекомендацию 39), который разделяет открытую и виртуальную природы Clone и позволяет вам использовать ряд важных проверок:

class В { // ...

publiс:

 B* Clone() const { // Невиртуальная функция

  B* р = DoClone();

  assert(typeid(*p) == typeid(*this) &&

   "DoClone incorrectly overridden");

  return p; // проверка типа, возвращаемого DoClone

 }

protected:

 B(const B&);

private:

 virtual B* DoClone() const = 0;

};

Функция Clone теперь является невиртуальным интерфейсом, используемым вызывающим кодом. Производные классы должны перекрыть функцию DoClone. Дополнительная проверка обнаружит все копии, которые имеют тип, отличный от оригинала, тем самым оповещая, что в некотором производном классе не перекрыта функция DoClone; в конце концов, задача assert состоит именно в обнаружении и сообщении о таких программных ошибках (см. рекомендации 68 и 70).

Некоторые проектные решения могут требовать, чтобы копирующие конструкторы базовых классов оставались открытыми (например, когда часть вашей иерархии представляет собой библиотеку стороннего производителя). В таком случае следует предпочесть передачу посредством (интеллектуального) указателя передаче по ссылке; как показано в рекомендации 25, передача посредством указателя существенно менее подвержена срезке и нежелательному созданию временных объектов.

[Dewhurst03] §30, §76, §94 • [Meyers96] §13 • [Meyers97] §22 • [Stroustrup94] §11.4.4 • [Stroustrup00] §12.2.3

При реализации оператора operator= предпочитайте использовать канонический вид — невиртуальный с определенной сигнатурой.

Предпочтительно объявлять копирующее присваивание для типа T с одной из следующих сигнатур (см. [Stroustrup00] и [Alexandrescu03a]):

T& operator=(const T&); // классический вид

T& operator=(T);        // потенциально оптимизированный

                        // вид (см. рекомендацию 27)

Второй вариант имеет смысл использовать, если вам в любом случае требуется копия аргумента в теле вашего оператора, как, например, при использовании идиомы, основанной на использовании функции обмена (см. рекомендацию 56).

Избегайте делать любой оператор присваивания виртуальным (см. [Meyers96] §33 и [Sutter04] §19). Если вы полагаете, что вам требуется виртуальное поведение присваивания, обратитесь сначала к указанной литературе. Если и после этого вы стоите на своем, то лучше использовать виртуальную именованную функцию, а не оператор (например, virtual void Assign(const T&);).

He возвращайте const T&. Хотя этот тип возвращаемого значения имеет то преимущество, что защищает от странных присваиваний наподобие (a=b)=c, главным его недостатком является то, что вы не сможете поместить объекты типа T в контейнеры стандартной библиотеки; эти контейнеры требуют, чтобы оператор присваивания возвращал тип T&.

Всегда делайте копирующее присваивание безопасным в смысле исключений, причем предпочтительна строгая гарантия (см. рекомендацию 71).

Убедитесь, что ваш оператор присваивания безопасен в смысле присваивания самому себе. Избегайте написания оператора копирующего присваивания, который для корректной работы полагается на проверку присваивания самому себе; зачастую это говорит о недостаточной безопасности в смысле исключений. Если вы пишете копирующее присваивание с использованием идиомы обмена (см. рекомендацию 56), то вы автоматически обеспечиваете как строгую безопасность в смысле исключений, так и безопасность в смысле присваивания самому себе. Если присваивание самому себе часто встречается в программе из-за использования ссылочных синонимов или по каким-то иным причинам, проверка присваивания самому себе может использоваться в качестве средства оптимизации во избежание лишней работы.

Явно вызывайте все операторы присваивания базовых классов и всех данных-членов ([Meyers97] §16); обратите внимание, что идиома обмена автоматически заботится обо всех этих вещах. Возвращайте из оператора присваивания значение *this ([Meyers97] §15).

[Alexandrescu03a] • [Cargill92] pp. 41-42, 95 • [Cline99] §24.01-12 • [Koenig97] §4 • [Meyers96] §33 • [Meyers97] §17 • [Murray93] §2.2.1 • [Stroustrup00] §10.4.4.1, §10.4.6.3 • [Sutter00] §13, §38, §41 • [Sutter04] §19

Обычно имеет смысл предоставить для класса функцию swap в целях эффективного и бессбойного обмена внутреннего содержимого объекта с внутренним содержимым другого объекта. Такая функция может пригодиться для реализации ряда идиом, от простого перемещения объектов до реализации присваивания, легко обеспечивающего функцию принятия результатов работы со строгими гарантиями безопасности для вызывающего кода (см. также рекомендацию 51).

Обычно функция swap выглядит примерно следующим образом (здесь U — некоторый пользовательский тип):

class T { // ...

public:

 void swap(T& rhs) {

  member1_.swap(rhs.member1_);

  std::swap(member2_, rhs.member2_);

 }

private:

 U member1_;

 int member2_;

};

Для примитивных типов и стандартных контейнеров можно использовать std::swap. Другие классы могут реализовывать обмен в виде функций-членов с различными именами.

Рассмотрим использование swap для реализации копирующего присваивания посредством копирующего конструктора. Приведенная далее реализация оператора operator= обеспечивает строгую гарантию (см. рекомендацию 71), хотя и ценой создания дополнительного объекта, что может оказаться неприемлемым, если имеется более эффективный способ выполнения безопасного присваивания объектов типа T: