С. Мейерс - Эффективный и современный C++ (1114942), страница 35

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 35)

. . Ts>std : : unique_ptr<T> make_unique (Ts&& . . . params )return std: : unique_pt r<T> (new T ( st d : : forward<Ts> (params ) . . . ) ) ;Как вы можете видеть, ma ke_unique просто выполняет прямую передачу своих пара­метров в конструктор создаваемого объекта, создает s t d : : unique_pt r из обычного ука­зателя, возвращаемого оператором new, и возвращает этот указатель st d : : unique_pt r.Функция в данном виде не поддерживает массивы или пользовательские удалители (см.раздел 4. 1 ), но зато демонстрирует, как с минимальными усилиями можно при необхо­димости создать make_unique'. Только не помещайте вашу версию в пространство именs t d, поскольку иначе вы можете столкнуться с коллизией имен при обновлении реализа­ции стандартной библиотеки до С++ 14.Функции s t d : : make_unique и s t d : : ma ke_shared представляют собой две из трехmа kе-функций, т.е.

функций, которые принимают произвольное количество аргумен­тов, выполняют их прямую передачу конструктору объекта, создаваемого в динамиче­ской памяти, и возвращают интеллектуальный указатель на этот объект. Третья mаkе­функция s t d : : a llocate_shared. Она работает почти так же, как и s t d : : ma ke_shared,за исключением того, что первым аргументом является объект распределителя, использу­ющийся для выделения динамической памяти.Даже самое тривиальное сравнение создания интеллектуального указателя с помо­щью mаkе-функции и без участия таковой показывает первую причину, по которой при­менение таких функций является предпочтительным. Рассмотрим следующий код.-auto upwl ( std : : make_unique<Widget> ( ) ) ;11 С mаkе - функциейstd : : unique_pt r<Widget> upw2 ( new Widget) ; / / Без mаkе - функцииauto spwl ( std : : make_shared<Widget> ( ) ) ;/! С mаkе -функциейstd : : shared_ptr<Widget> spw2 ( new Widget) ; / / Без mаkе - функцииЯ подчеркнул важное отличие: версия с применением оператора new повторяет соз­данный тип, в то время как mа kе-функции этого не делают.

Повторение типа идет враз­рез с основным принципом разработки программного обеспечения: избегать дублиро­вания кода. Дублирование в исходном тексте увеличивает время компиляции, можетвести к раздутому объектному коду и в общем случае приводит к коду, с которым слож­но работать. Зачастую это ведет к несогласованному коду, а несогласованности в кодечасто ведут к ошибкам. Кроме того, чтобы набрать на клавиатуре что-то дважды, надо3Дня создания полнофункциональной версии make unique с минимальными усилиями поищитедокумент, ставший ее источником, и скопируйте из него ее реализацию. Этот документ N3656от 18 апреля 20 1 3 года, его автор - Стивен Т.

Лававей (Stephan Т. Lavavej)._-4.4. Предпочитайте использование std::make_unique и std::make_shared ""1 47затратить в два раза больше усилий, чем для единственного набора, а кто из нас не любитсократить эту работу?Второй причиной для предпочтения mа kе-функций является безопасность исключе­ний. Предположим, что у нас есть функция для обработки Widget в соответствии с не­которым приоритетом:void processWidget ( std: : shared_ptr<Widget> spw, int priori ty ) ;Передача std : : sha red_pt r по значению может выглядеть подозрительно, но в разде­ле 8.

1 поясняется, что если processWidget всегда делает копию s t d : : shared_ptr (напри­мер, сохраняя ее в структуре данных, отслеживающей обработанные объекты Widget ) , тоэто может быть разумным выбором.Предположим теперь, что у нас есть функция для вычисления приоритетаint computePriority ( ) ;и мы используем ее в вызове proces sWidget, который использует оператор new вместоstd : : make shared:proces sWidget (std : : shared_ptr<Widget> ( new Widge t ) ,computePriorit y ( ) ) ;/ / Потенциальная/ / утечка/ / ресурсаКак указывает комментарий, этот код может приводить к утечке Widget, вызваннойприменением new.

Но почему? И вызывающий код, и вызываемая функция используютуказатели s td : : shared_pt r, а s t d : : shared_pt r спроектированы для предотвращенияутечек ресурсов. Они автоматически уничтожают то, на что указывают, когда исчезаетпоследний std : : shared_ptr.

Если все везде используют указатели std : : shared_ptr,о какой утечке может идти речь?Ответ связан с тем, как компиляторы транслируют исходный код в объектный. Вовремя выполнения аргументы функции должны быть вычислены до вызова функции,так что в вызове processWidget до того, как processWidget начнет свою работу, должнопроизойти следующее.•Выражение new W idget должно быть вычислено, т.е. в динамической памяти дол­жен быть создан объект W idget.•Должен быть вызван конструктор s t d : : shared _pt r<W i dget >, отвечающий зауправление указателем, сгенерированным оператором new.•Должна быть вызвана функция computePriority.Компиляторы не обязаны генерировать код, выполняющий перечисленные действияименно в таком порядке.

Выражение new W idget должно быть выполнено до вызоваконструктора std : : shared_pt r, поскольку результат этого оператора new используетсяв качестве аргумента конструктора, но функция computePriori ty может быть выполненадо указанных вызовов, после них или, что критично, между ними, т.е. компиляторы мо­гут генерировать код для выполнения операций в следующем порядке.1 48Глава 4 . Интеллектуальные указатели1 .

Выполнить new Widget.2. Выполнить computePriority.3. Вызвать конструктор std : : shared_pt r.Если сгенерирован такой код и во время выполнения computePriority генерирует ис­ключение, созданный на первом шаге в динамической памяти Widget будет потерян, таккак он не будет сохранен в указателе s t d : : shared_pt r, который, как предполагается,начнет управлять им на третьем шаге.Применение std : : ma ke_shared позволяет избежать таких проблем. Вызывающий кодимеет следующий вид:processWidget ( std: : make_shared<Widget> ( ) , / / Потенциальнойcompute Priority ( ) ) ;1 1 утечки ресурсов нетВо время выполнения либо s t d : : ma ke s ha red, либо compu t e P r i o r i t y будет вы­звана первой. Если это s t d : : ma ke_sha red, обычный указатель на созданный в ди­намической памяти W idget будет безопасно сохранен в возвращаемом указателеstd : : shared_pt r до того, как будет вызвана функция compute P ri o r i t y.

Если послеэтого функция computePriority сгенерирует исключение, деструктор std : : sha red_ptrуничтожит объект W idget, которым владеет. А если первой будет вызвана функцияcomputePriority и сгенерирует при этом исключение, то std: : ma ke_shared даже не бу­дет вызвана, так что не будет создан объект Widget, и беспокоиться будет не о чем.Если мы заменим std : : shared_pt r и std : : make_shared указателем std : : unique_ptrи функцией std: : make_unique, все приведенные рассуждения останутся в силе.

Исполь­зование std : : make unique вместо new так же важно для написания безопасного с точкизрения исключений кода, как и применение s t d : : ma ke_ shared.Особенностью std : : make_ shared (по сравнению с непосредственным использовани­ем new) является повышенная эффективность.

Применение std: : make_shared позволяеткомпиляторам генерировать меньший по размеру и более быстрый код, использующийболее компактные структуры данных. Рассмотрим следующее непосредственное приме­нение оператора new:std: : shared_ptr<Widget> spw ( new Widget ) ;Очевидно, что этот код предполагает выделение памяти, но фактически он выполняетдва выделения. В разделе 4.2 поясняется, что каждый указатель std : : shared_pt r ука­зывает на управляющий блок, содержащий, среди прочего, значение счетчика ссылокдля указываемого объекта. Память для этого блока управления выделяется в конструкто­ре std : : shared_pt r. Непосредственное применение оператора new, таким образом, тре­бует одного выделения памяти для Widget и второго - для управляющего блока.Если вместо этого использовать std: : ma ke shared,auto spw=std : : ma ke_shared<Widget> ( ) ;то окажется достаточно одного в ыделения памяти.

Дело в том, что функцияs t d : : ma ke _ shared выделяет один блок памяти для хранения как объекта Widget, так4.4. Предпочитайте испоnьзование std::make_unique и std::make_shared....1 49и управляющего блока. Такая оптимизация снижает статический размер программы, по­скольку код содержит только один вызов распределения памяти и повышает скоростьработы выполнимого кода, так как выполняется только одно выделение памяти. Крометого, применение std : : make_shared устраняет необходимость в некоторой учетной ин­формации в управляющем блоке, потенциально уменьшая общий объем памяти, требу­ющийся для программы.Анализ эффективности функции s t d : : ma ke_shared в равной мере применим и кstd : : а l loca t e shared, так что преимущество повышения производительности функ­ции std : : ma ke_shared распространяется и на нее.Аргументы в пользу предпочтения mаkе-функций непосредственному использованиюоператора new весьма существенны.

Тем не менее, несмотря на их проектные преиму­щества, безопасность исключений и повышенную производительность, данный разделговорит о пред почтительном применении mа kе-функций, но не об их исключительномиспользовании. Дело в том, что существуют ситуации, когда эти функции не могут илине должны использоваться.Например, ни одна из mаkе-функций не позволяет указывать пользовательскиеудалители (см. разделы 4.

Характеристики

Список файлов книги