Effective C++(15) 在资源管理类中提供对原始资源的访问

 

问题聚焦：

    资源管理类是为了对抗资源泄露。

    如果一些函数需要访问原始资源，资源管理类应该怎么做呢？

 

    

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关于资源管理的概念总是显得那么的高大上，其实只是抽象一点。

下面用一个例子还说明本节的主题：

在前面 Effective C++(13) 用对象管理资源 中我们提到过，使用智能指针保存工厂函数返回的结果

std::tr1::shared_ptr<Investment> pInv(createInvestment());

//加入有某个函数，用来处理Investment对象，像下面这样
int daysHeld(const Investment* pi);        // 返回投资天数

//那么像下面这样的调用时错误的
int days = daysHeld(pInv);

错误原因很明显，daysHeld需要的是Investment* 指针，而传给它的却是类型为tr1::shared_ptr<Investment>的对象。

这时候，需要的是一个类型转换，将tr1::shared_ptr<Investment>类型的指针转换为Investment*类型的指针。

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有两个做法可以达到这个目标：显示转换和隐式转换。

显示转换

tr1::shared_ptr和auto_ptr都提供一个get成员函数，用来执行显式转换，也就是，它会返回智能指针内部的原始指针。

int days = daysHeld(pInv.get());    // 将pInv内的原始指针传给了daysHeld

隐式转换

几乎所有的智能指针都重载了指针取值操作符（operator->和operator*），

它们允许将当前智能指针隐身转换为它管理的资源的指针。

class Investment
{
public:
    bool isTaxFree() const;      // 被管理资源内部定义的一个方法
    ... ...
};

/*使用*/
Investment* createInvestment();
std::tr1:;shared_ptr<Investment> pi1(createInvestment());
bool taxable = !(pi1->isTaxFree());
......
std::auto_ptr<Investment> pi2(createInvestment());
bool taxable = !((*pi2).isTaxFree());
......

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如果让你设计一个RAII class，可能会像下面这个管理字体资源的例子中那样，提供一个显式转换或者隐式转换。

我喜欢贴上一大段的代码，说再多理论不如一段代码，所以不理解的地方请注意上下的注释。

// 类设定
FontHandle getFont();    // 获取字体资源函数
void releaseFont(FontHandle fh);    // 释放字体资源

class Font
{
public:
    explicit Font(FontHandle fh)
        : f(fh)
    { }
    ~Font()
    {
        releaseFont(f);
    }
private:
    FontHandle f;
};

/*使用该类*/
// 假如有大量与字体相关的C API，它们处理的是FontHandles，那么“将Font对象转换为FontHandle”会是一种很频繁的需求。

// 提供一个显式转换
class Font
{
public:
    ... ...
    FontHandle get() const { return f; }  // 显示转换函数
    ... ...
};

// 使用该显式转换
void changeFontSize(FontHandle f, int newSize);   // C API(系统给定)

Font f(getFont());
int newFontSIze;
... ...
changeFontSize(f.get(), newFontSize);

// 频繁地调用这个get方法会让人容易厌烦
// 下面提供一个隐式转换
class Font
{
public:
    ...
    operator FontHandle() const { return f; }
    ...
};

//使用该隐式转换
Font f(getFont());
int newFontSize;
...
changeFontSize(f, newFontSize);

// 但是这个隐式转换会增加错误发生机会
Font f1(getFont());
...
Font f2 = f1;        // 本意死打算拷贝一个Font对象，结果却将f1隐式转换为底部的FontHandle才复制，编译不通过
FontHandle f3 = f1;        // 现在类型匹配没问题了吧，但是当f1被销毁，其内部的资源也同时被销毁，那么这个f3指向的资源也同时被释放。

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看了上面这个例子可能你比较迷惑，你可能会问，到底是用显式转换还是隐式转换啊？

其实，答案主要取决于特定的场景和使用情况。

最佳的设计是要遵守一个原则：让接口容易正确使用，不易被误用。

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敏感的同学可能注意到，返回原始资源的这个用法，和“封装”这个目的发生了矛盾。

这里，我们需要明确一点的是，资源管理类的存在不是为了封装某物而存在的，它们的存在是为了确保一个特殊行为——资源释放，一定会发生。

设计良好的classes，是隐藏了客户不care的部分，而备妥客户需要的所有东西。

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小结：

• APIs往往要求访问原始资源，所以，每一个资源管理类应该提供一个取得其所管理的资源的方法。
• 对原始资源的访问可能经由显示转换或隐式转换。一般而言，显式转换比较安全，但隐式转换对客户比较方便。

参考资料：

《Effective C++ 3rd》