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GotW#8的任务是在 C++ 中实现一个异常中立的通用堆栈数据结构，假设只有模板参数的析构函数不抛出。诀窍是处理可能抛出的模板参数操作（构造函数、复制构造函数、赋值），以使堆栈在抛出时保持一致状态。

在解决方案中，Herb Sutter 说

为了使这个解决方案更简单，我决定不演示异常安全资源所有权的基类技术。

经过一番谷歌搜索，我找到了 Dave Abrahams 可以追溯到 1997 年的答案。在他的解决方案中，他处理了基类中内存的分配和删除，并在子类中实现了堆栈操作。这样，他确保了复制构造函数中的元素复制与内存分配是分开的，这样如果复制失败，无论如何都会调用基类析构函数。

作为参考，这是 Dave 的复制构造函数，并添加了我的评论：

// v_ refers to the internal array storing the stack elements
Stack(const Stack& rhs)
        : StackBase<T>( rhs.Count() ) // constructor allocates enough space
                                      // destructor calls delete[] appropriately
{
        while ( Count() < rhs.Count() )
           Push( rhs.v_[ Count() ] ); // may throw
}

如果基构造函数成功，则即使子类的复制构造函数抛出异常，也可以保证基析构函数中的内存清理。

我的问题是：

  1. 除了上述之外，该方法还有其他好处吗？

  2. 当我自己解决问题时，我想出了这个复制构造函数：

    // v_ refers to the internal array storing the stack elements
// vsize_ is the amount of space allocated in v_
// vused_ is the amount of space used so far in v_
Stack (const Stack &rhs) :
        vsize_ (0), vused_ (0), v_ (0) {
    Stack temp (rhs.vused_); // constructor calls `new T[num_elements]`
                             // destructor calls `delete[] v_`
    std::copy (rhs.v_, rhs.v_ + rhs.vused_, temp.v_); // may throw
    swap (temp);
}
void swap (Stack &rhs) {
    std::swap (v_, rhs.v_);
    std::swap (vused_, rhs.vused_);
    std::swap (vsize_, rhs.vsize_);
}

    与这种方法相比，我发现拥有一个基类有点麻烦。有什么理由应该首选基类技术而不是这种 temp-copy-then-swap 方法？请注意，我和 Dave 都已经拥有该swap()成员，因为我们在operator=().

  3. Dave Abrahams 的技术似乎并不为人所知（根据 Google 的说法）。它有不同的名称吗？这是标准做法吗？我错过了什么吗？

笔记：

  • 假设戴夫Push()在一个循环中等同于我的使用std::copy
  • 让我们将智能指针排除在答案之外，因为它们的使用会带走本练习中显式管理内存的意义
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1 回答 1

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从行为上讲，这两种实现是相同的。他们都设置了一个托管内存分配对象，如果构造函数失败，它将在范围退出时清理。复制到临时变量可能会更昂贵，但如评论中所述，std::move可能会使这些额外成本无效。在回答您的具体问题时：

  1. Abraham 的示例确实使堆分配远离您的实际类实现细节。在您的代码中，如果您在复制数组之前/之后进行更复杂的内存操作，则确保正确管理所有实体可能会稍微困难一些。否则，关于第一个实现的行为，我看不到您尚未涵盖的任何明确细节。
  2. Abraham 的实现确实将清理工作抽象到了一个位置。如果多个类使用StackBase<T>然后他们每个人都可以安全地假设如果他们抛出异常，他们的动态内存将被清理。在您的实现中，您需要重写（至少部分）临时对象并交换代码以实现相同的目的。有效地，这种实现减少了实现 StackBase 的多个子类的行数。但是，如果您希望在其他基类之上分配额外的内存，您的实现会避免多重继承。您的代码还避免了模板代码膨胀的编译时间/大小——尽管在大多数情况下我通常不认为这是一个很大的负面影响。除非我尝试编写非常通用的用例代码，否则我可能会使用与您的代码接近的东西作为默认值。
  3. 我不知道这种方法是否有一个特定的名称——如果我找到了，我会更新它——但我之前至少在一本 C++ 编程书籍中看到过它。
于 2013-03-26T19:30:33.530 回答