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分类: C/C++

2012-05-16 13:17:41

注:本文节选自我正在创作的第二本书《C++跨平台与框架开发》,其中一些措词并未就博文进行调整,阅读时请注意。
 
模板(template)为C++带来了泛型编程的能力,但也带来了使用难度。大体上,使用模板的三大动机分别是提高复用性、去除强制转换和规避潜在错误。在此让我们看一看规避错误的一个例子。

假设我们有图 1所示的被简化了的定时器管理模块程序。从构造函数来看,它的三个参数分别指明了定时器的延时时间、回调函数和回调函数的参数,其中的回调函数是通过timer_callback_t类加以封装的。当定时器到期时,它的fire()函数会被调用。间接地,fire()函数调用定时器所保存回调函数类对象的handle()函数。

  1. class
     timer_callback_t 
  2.     virtual void handle (timer_t &_timer, timer_callback_arg_t *_p_arg) = 0; 
  3. }; 
  4.  
  5. class timer_t 
  6. public
  7.     timer_t (msecond_t _duration, timer_callback_t *_p_callback,  
  8.         timer_callback_arg_t *_p_callback_arg); 
  9.  
  10. private
  11.     void fire () 
  12.     { 
  13.         p_callback_.handle (this, p_callback_arg_); 
  14.     } 
  15.  
  16.     timer_callback_t *p_callback_; 
  17.     timer_callback_arg_t *p_callback_arg_; 
  18. }; 
图1
 
图 2示例了如何使用定时器。首先,得针对定时器的用途通过派生timer_callback_t类实现相应的回调函数类。接着,在创建定时器时需实例化回调函数类。图中foo()和bar()函数分别示例了两种实例化回调函数类的方法,前者采用的是定义静态类变量,后者采用的是通过new进行动态分配。
  1. class connect_timeout_callback_t: public timer_callback_t 
  2.     void handle (timer_t &_timer, timer_callback_arg_t *_p_arg) 
  3.     { 
  4.         // do something here 
  5.     } 
  6. }; 
  7.  
  8. void foo () 
  9.     static connect_timeout_callback_t callback; 
  10.     timer_t *p_timer = new timer_t (100, &callback, 0); 
  11.  
  12. void bar () 
  13.     connect_timeout_callback_t *p_callback = new connect_timeout_callback_t (); 
  14.     timer_t *p_timer = new timer_t (100, p_callback, 0); 
图2
 
定时器模块的实现使得在foo()和bar()函数中实例化回调函数类的方法需要注意一些点,否则容易犯错。在foo()函数所使用的方法中,如果不小心忘记了将类变量定义成静态的,会因为变量分配在栈上而最终导致程序出错;在bar()函数中,如果忘记了将通过new分配获得的内存用delete释放,则会产生内存泄漏。能否通过设计避免这些潜在的问题呢?

图3是对定时器管理模块采用模板重写后的程序。其中最大的变化是timer_t类的构造函数省去了指定回调函数类实例,且回调函数类和回调函数参数成为了两个模板类型。另一个变化是,fire()函数中通过定义静态变量的方式实例化回调函数类。
  1. template <typename T_CALLBACK, typename T_CALLBACK_ARG> 
  2.     class timer_callback_t 
  3.     virtual void handle (timer_t  &_timer, 
  4.         T_CALLBACK_ARG _arg) = 0; 
  5. }; 
  6.  
  7. template <typename T_CALLBACK, typename T_CALLBACK_ARG> 
  8.     class timer_t 
  9. public
  10.     timer_t (msecond_t _duration, T_CALLBACK_ARG _callback_arg); 
  11.  
  12. private
  13.     void fire () 
  14.     { 
  15.         static T_CALLBACK callback; 
  16.         callback.handle (*this, callback_arg_); 
  17.     } 
  18.  
  19.     T_CALLBACK_ARG callback_arg_; 
  20. }; 
图3
 
图4示例说明了新实现下如何使用一个定时器。很显然,我们通过模板将一些潜在问题通过内部化的方式给规避了。
  1. class connect_timeout_callback_t: 
  2.     public timer_callback_t void *> 
  3.     void handle (timer_t void *> &_timer, void *_arg) 
  4.     { 
  5.         // do something here 
  6.     } 
  7. }; 
  8.  
  9. void foo () 
  10.     timer_t void *> *p_timer = 
  11. new timer_t < connect_timeout_callback_t, void *> (100, 0); 
图4
本文出自李云的博客,请务必保留此出处:http://blog.chinaunix.net/uid-26470037-id-3210094.html
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