命名构造函数和继承答案

【问题标题】：Named constructor and inheritance命名构造函数和继承
【发布时间】：2009-02-12 08:42:49
【问题描述】：

我正在研究 C++ 框架，并希望将自动内存管理应用于许多核心类。到目前为止，我的标准方法是

class Foo 
{

public:

  static
  shared_ptr<Foo> init() 
  {
    return shared_ptr<Foo>(new Foo);
  }

  ~Foo() 
  {
  }

protected:

  Foo()
  {
  }

};


// Example of use
shared_ptr<Foo> f = Foo::init();

但是，当我将 Foo 子类化时，上述内容会中断，因为即使 init() 被继承，它仍然返回包含指向 Foo 实例的指针的 shared_ptr<Foo>。

谁能想到一个优雅的解决方案？我是否应该坚持使用shared_ptr （半）手动包装类实例？这也可以在不声明新的命名构造函数的情况下公开参数化构造函数...

即。

template <typename T>
shared_ptr<T> make_shared(T* ptr)
{
  return shared_ptr<T>(ptr)
}

// Example
shared_ptr<T> 
  f1 = make_shared(new Foo()),
  f2 = make_shared(new Foo(1,2));

【问题讨论】：

标签： c++ inheritance constructor factory named

【解决方案1】：

我会尝试这样的事情：

template<class T>
class creator
{
  public:
    static shared_ptr<T> init()
    {
      return(shared_ptr<T>(new T));
    }
};

class A : public creator<A>
{
};

class B : public A, public creator<B>
{
  public:
    using make_shared<B>::init;
};

// example use
shared_ptr<A> a = A::init();
shared_ptr<B> b = B::init();

但与您提出的独立模板相比，这不一定能为您节省一件事。

编辑：我错过了以前的答案，这似乎是同一个想法。

【讨论】：

【解决方案2】：

我不明白这实现了什么，您似乎没有使用这个 init 函数获得任何额外的内存管理，而不是简单地声明一个 shared_ptr。

int main( void )
{
    shared_ptr<foo> a = foo::init();
    shared_ptr<foo> b( new foo );
}

有什么不同。 shared_ptr 提供内存管理，而不是 init 中的任何内容。

【讨论】：

如果 'shared_ptr' 具有显式构造函数，那么您的第二个示例将无法编译，因为“foo*”不会隐式转换为“shared_ptr”。（这将适用于 VC，但它是由于 VC 中的一个错误而不是因为它是合法的。）
是的，但这是一个例子。如果您担心编译没有标头，没有 shared_ptr 的命名空间，没有 foo 的声明...另一方面，这个概念是显而易见的。
我同意帕特里克的观点。我立即注意到了它，但没有发表评论，因为这实际上只是一个例子:) 无论如何，我认为他的隐含问题应该由原始海报回答。我很好奇。
基本上这个想法是禁止非托管堆或堆栈创建。但是，我想在文档中添加“做这个或死”评论也将实现这一点，并使我免于所有这些技巧。
可以归类为过早的手术。有一天，有人可能有很好的理由对您的对象使用基本的 ptr。如果您在那一天之后必须支持他们的代码，那么您绝对有权杀死他们。

【解决方案3】：

似乎目标是让类的用户无法直接调用构造函数，而只公开一个返回shared_ptr的例程。

但是如果你想应用这个模式，你需要在所有的子类中复制它。子类不能自动“继承” init()，因此 init() 仍然会调用子类的构造函数，因为 init() 不是虚拟方法，并且在没有对象的情况下调用。

我会让构造函数像往常一样暴露，只使用标准

shared_ptr<X> x = new X();

这可以降低认知负担、可读性和灵活性。无论如何，这就是我们公司使用引用计数对象编程的方式。

【讨论】：

【解决方案4】：

怎么样...

template<typename Derived>
class Foo 
{
public:

    static shared_ptr<Derived> init() 
    {
        return shared_ptr<Derived>(new Derived);
    }

    ~Foo() 
    {
    }

protected:

    Foo()
    {
    }

};


class Bar : public Foo<Bar>
{
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    shared_ptr<Bar> b = Foo<Bar>::init(); 
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案5】：

为什么不引入一个带有虚拟析构函数的公共基类，从它继承所有必要的类并简单地使用新的？

【讨论】：

【解决方案6】：

通过隐藏构造函数来强制使用shared_ptr 创建对象通常不是一个好主意。我是根据个人经验与一个内部公司库一起工作的，这正是这样做的。如果你想确保人们总是包装他们分配的对象，只需确保存储这些类型实例的所有参数和成员都期望shared_ptr 或weak_ptr 而不是裸指针或引用。您可能还想从enable_shared_from_this 派生这些类，因为在共享所有对象的系统中，在某些时候您必须将this 指针传递给这些其他对象的方法之一，因为它们'重新设计为仅接受shared_ptr，如果您的对象没有internal_weak_this 以确保它不会被破坏，那么您的状态就很糟糕了。

【讨论】：

你知道，我从来不明白那东西是怎么工作的。在源代码中，他们没有分配给 _internal_weak_this 和明确的注释“不，你不必为它分配任何东西”。什么给了？
查看 shared_ptr.hpp 源代码——特别是从 ctor(s) 调用的函数 sp_enable_shared_from_this 以及使用 sp_any_pointer dummy 的小技巧。

【解决方案7】：

整个层次结构的每个类型都需要静态工厂函数。

class Foo
{
public:
    static shared_ptr< Foo > instantiate( /* potential arguments */ )
    {
           return shared_ptr< Foo >( new Foo( /* potential arguments */ );
    }

// blah blah blah
};

class Bar : public Foo
{
public:
    static shared_ptr< Bar > instantiate( /* potential arguments */ )
    {
           return shared_ptr< Bar >( new Bar( /* potential arguments */ );
    }

// blah blah blah
};

如果您仍有任何困惑，请在 sourceforge 上搜索 CppCodeProvider，看看它是如何完成的。

【讨论】：

【解决方案8】：

顺便说一下，在大型 C++ 框架中，对编码器隐藏“自动内存管理”是很常见的。这让他可以编写更短更简单的代码。例如，在 Qt 中你可以这样做：

QPixmap foo() {
    QPixmap pixmap(10, 10);
    return pixmap;
}

void bar() {
    QPixmap a = foo(); // no copying occurs, internal refcount incremented.
    QPixmap b = a;     // ditto.
    QPainter p(&b);
    p.drawPoint(5, 5); // data can no longer be shared, so a copy is made.
    // at this point 'a' is still unchanged!
    p.end();
}

与 Qt 中的许多东西一样，这模仿了 Java 对象模型，但通过实现 copy-on-write（它称为 implicit sharing）更进一步。这是为了让那些不习惯调用clone() 的 C++ 编码人员对 API 行为不那么惊讶。

这是通过 d-pointer idiom 实现的，它用一块石头杀死两只鸟 - 您提供自动内存管理，并且您将您的实现与用户隔离 (pimpl)。

你可以在这里查看QPixmap的实际实现：qpixmap.cpp，qpixmap.h。

【讨论】：