C++深度解析(17)—二阶构造模式

1.构造函数的回顾

• 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调用

2.面试题

• 1. 如何判断构造函数的执行结果？
  • 没有办法直接判断构造函数的执行结果。 
•  2. 在构造函数中执行return语句会发生什么？ 
  • return语句执行后，构造函数立即返回(return前面初始化成功，后面为随机值)。
• 3. 构造函数执行结束是否意味着对象构造成功？
  • 构造函数执行结束，且并不意味着对象构造成功。

#include<stdio.h>

class Test 
{
	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;
	}
	
	int status() 
	{
		return mStatus;
	}
};

int main() 
{
	Test t1(1, 2);
	
	if (t1.status())
	{
		printf("t1.mi = %d\n", t1.getI());
		printf("t1.mi = %d\n", t1.getJ());
	}
	
	getchar();
	
	return 0;
}

• 打印结果为空，说明main函数中if判断为false。说明构造函数包含return之后会中止执行。

3.你该知道的真相

• 构造函数 
  • 只提供自动初始化成员变量的机会 
  • 不能保证初始化逻辑—定成功 
  • 执行return语句后构造函数立即结束
• 真相的意义：构造函数能决定的只是对象的初始状态，而不是对象的诞生！！

4.半成品对象的概念 

• 初始化操作不能按照预期完成而得到的对象，半成品对象是合法的C++对象，也是Bug的重要来源

5.构造中的异常

• 如果构造函数中抛出异常会发生什么情况?
  • 构造过程立即停止
  • 当前对象无法生成
  • 析构函数不会被调用
  • 对象所占用的空间立即收回
• 工程项目中的建议 
  • 不要在构造函数中抛出异常 
  • 当构造函数可能产生异常时，使用二阶构造模式 

#include <iostream>

using  namespace  std;

class  Test 
{
public:
	Test()
	{
		cout << "Test()" << endl;

		throw  0;
	}
	
	virtual ~Test()
	{
		cout << "~Test()" << endl;
	}
};

int main(int  argc, char  *argv[])
{
	Test *p = reinterpret_cast<Test*>(1);

	try 
	{
		p  = new Test();
	}
	
	catch (...)
	{
		cout  << "Exception..." << endl;
	}

	cout  << "p=" << p  << endl;

	getchar();
	
	return  0;
}

• 运行结果：

6.析构中的异常

• 避免在析构函数中抛出异常！！ 
• 析构函数的异常将导致： 对象所使用的资源无法完全释放。

7.二阶构造 

• 工程开发中的构造过程可分为 
  • 资源无关的初始化操作 ：不可能出现异常情况的操作 
  • 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

• 二阶构造示例—

class TwoPhaseCons  
{   
private:   
    TwoPhaseCons()   
    {  
        //第一阶段构造函数，资源无关操作   
    }   
  
    bool construct()   
    {  
        //第二阶段构造函数，使用系统资源操作   
        return true;   
    }   
public:   
    static TwoPhaseCons* New工nstance () ; //对象创建函数   
} ;   

•  二阶构造示例 

TwoPhaseCons* TwoPhaseCons::NewInstance()   
{   
    TwoPhaseCons* ret = new TwoPhaseCons();   
       
    //若第二阶段构造失败，返回NULL  
    if(! (ret && ret->construct()))   
    {   
        delete ret;   
        ret = NULL;   
    }   
  
    return ret;   
}  

8.编程实例

#include<stdio.h>

class TwoPhaseCons 
{
private:
	TwoPhaseCons() 
	{

	}

	bool construct()
	{
		return true;
	}

public:
	static TwoPhaseCons* NewInstance();  // 对象创建函数 
};

TwoPhaseCons* TwoPhaseCons::NewInstance() 
{
	TwoPhaseCons *ret = new TwoPhaseCons();
	//若第二阶段构造失败，返回NULL
	if (!(ret && ret->construct())) 
	{
		delete ret;
		ret = NULL;
	}
	
	return ret;
}

int main() 
{
	TwoPhaseCons *obj = TwoPhaseCons::NewInstance();
	
	printf("obj = %p\n", obj);
	
	delete obj;

	getchar();
	
	return 0;
}

• 打印结果为任意地址

9.小结

• 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不影响对象的诞生 
• 初始化不完全的半成品对象是Bug的重要来源
• 二阶构造人为的将初始化过程分为两部分 
• 二阶构造能够确保创建的对象都是完整初始化的
• 构造函数和析构函数中不要抛出异常