高效C++编程学习笔记（三）

资源管理

条款13.以对象管理资源

STL标准库一共提供了四种智能指针auto_ptr，unique_ptr,shared_ptr和weak_ptr。其中auto_ptr已经被unique_ptr替代。用于管理动态内存。
四种指针详解
以工厂模式为例，

class Investment {...};		//工厂基类
Investment* createInvestment（）；//用于提供Investment继承体系中的动态分配对象，形式不固定

对于动态生成的对象可以使用智能指针，可以使用“引用计数型智慧指针”shared_ptr。相比于auto_ptr，shared_ptr允许复制行为。

void f()
{
	...
	std::tr1::shared_ptr<Investment>
	pInv(createInvestment());
	...
}

• 这种获得资源后立刻放入管理对象内。将“以对象管理资源”的观念被称为(资源取的时机便是初始化时机)RAII（Resource Acquisition Is Initialization）
• 管理对象运用析构函数确保资源被释放

在动态分配而得的数组上使用auto_ptr或tr1::shared_ptr是错误的，且编译器能够通过，可以使用unique_ptr中的自定义删除器

条款14.在资源管理类中谨慎copy操作。

对于一些不是动态申请的资源来说，不能用智能指针作为资源管理者，需要自己建立自己的资源管理类
对于c语言中的互斥锁一般会建立一个类来管理锁

class Lock{
public:
	explicit Lock(Mutex* pm)
	:mutexPtr(pm)
	{lock(mutexptr);}
	~Lock(){unlock(mutexPtr);}
	private:
		Mutex *mutexPtr;
};

该代码能在区块结束时自动解除互斥锁
但是对于赋值操作时

Lock m11(&m);		//锁定m
Lock m12(m11);		//将m11赋值到m12上

这是一个对于一般化问题的特定例子，不局限于锁。“对于一个RAII对象被复制，会发生什么事？”是大多数创建该class需要面对的问题。

1. 禁止复制

class Lock：private Uncopyable{			//禁止复制。见条款6
public:
...
};

2. 保持资源的唯一性使用“引用计数法 ”，例如智能指针tr1::shared_ptr。不同的是智能指针引用为0时会删除所指物，而锁是解锁。可以使用tr1::shared_ptr的删除器。

//该代码只是伪代码并不能执行，可以查看想关于C++锁的资料
class Lock{
public:
	explicit Lock(Mutex* pm)	//以某个Mutex初始化shared_ptr
	:mutexPtr(pm,unlock)		//并以unlock函数为删除器。
	{
		lock(mutexPtr.get());
	}
	private：
		std::shared_ptr<Mutex>mutexPtr;	//使用shared_ptr
}

缺省析构函数会自动调用trl::shared_ptr的删除器。

3. 赋值底部资源
   可以针对一份资源拥有任意数量的复件。不需要某个复件时确保将其释放。复制的时候请注意深拷贝。

4. 转移底部资源的拥有权。
   希望永远保留只有一个RAII对象指向一个未加工的资源，例如auto_ptr.

条款15.资理类中提供对原始资源的访问。

对于有一些API接口需要直接多原始资源的访问，例如在条款13中：
std::tr1::shared_ptr< Investment >pInv(createInvestment());
如果某个函数要处理Investment对象，例如：

int daysHeld(const Investment* pi);

不能直接使用pInv,因为其是一个tr1::shared_ptr< Investment >对象而函数需要的是Investment* 指针。

1. tr1:shared_ptr和auto_ptr提供了一个get成员函数返回智能指针内部的原始指针。
2. 智能指针也提供了类似的操作符允许隐式转换。（可以直接通过智能指针使用内部成员函数）
   对于常规类型的原始资源的访问需要自己来提供函数接口，可以使用显示转换get（）操作

//C API
FontHandle getFont();
void releaseFonet（FontHandel fh）；
//资源管理类
class Font{
public:
	explicit Font(FontHandle fh)
	:f(fh)
	{}
	~Font() {releaseFont(f);}
	FontHandle get() const{return f;}//显示转换函数
private:
	FontHandle f;
}

调用的方法如下

void changeFontSize(FontHandle f,int newsize);	//C API
Font f(getFont);
int newFontSize;
...
changeFontSize( f.get（）,newFontSize );

缺点：

1. 每次都需要调用get()函数显示转换
2. 破坏了私有函数的封装性。

当然也可以提供隐式操作

class Font{
public:
	...
	operator FontHandle()const{return f;}//隐式转换函数
};

使用方法

Font f(getFont());
int newFontSize;
changeFontSize(f,newFontSize);	//直接隐式转换为FontHandle

缺点，可能带来隐患，例如客户在需要Font时意外创建一个FontHandle：

Font f1(getFont());
...
FontHandle f2 = f1;			//本意为拷贝一个Font对象，确反将f1转换成底部的FontHandle复制它。

本来FontHandle由Font对象f1管理，但那个FontHandle也可以通过f2取得，当f1被销毁，字体被释放，而f2因此成为“虚吊的”（dangle）。

条款16.成对使用new与delete时要采取相同形式

很常规的，new与delete，new[]与delete[]成对使用。

条款17.以独立语句将newed对象置入智能指针

对于动态分配的内存可能有以下方式的调用

int priority();
void processWidget(std::tr1::shared_ptr<Widget>pw,int priority);
使用的时候使用
void processWidget(std::tr1::shared_ptr<Widget>（new Widget）,int priority);

可能会产生内存泄漏的隐患
该函数的步骤有三步

• 调用priority（）；
• 执行“new Widget”
• 调用tr1::shared_ptr构造函数
  由于C++调用顺序不定，当出现new Widget,priority（）,tr1::shared_ptr,在第二步骤产生异常时会照成内存泄漏。
  具体解决方法很简单

std::tr1::shared_ptr<Widget>pw(new Widget);
processWidget(pw,priority());