C++二阶构造模式的原理是什么与怎么使用

这篇文章主要介绍了c++二阶构造模式的原理是什么与怎么使用的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇C++二阶构造模式的原理是什么与怎么使用文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。

一、构造函数的回顾

关于构造函数

• 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

问题

• 如何判断构造函数的执行结果?

• 在构造函数中执行 return 语句会发生什么？

• 构造函数执行结束是否意味着对象构造成功？

下面看一个异常的构造函数：

#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.mj = %d\n", t1.getJ());    }    return 0;}

运行结果如下，可以看到，没有输出，遇到 return 构造函数就结束了：

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一定成功

• 执行 return 语句后构造函数立即结束

结论：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！！

二、半成品对象

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

下面来看一个半成品对象的危害：

IntArray.h：

#ifndef _INTARRAY_H_#define _INTARRAY_H_class IntArray{private:    int m_length;    int* m_pointer;public:    IntArray(int len);    IntArray(const IntArray& obj);    int length();    bool get(int index, int& value);    bool set(int index ,int value);    ~IntArray();};#endif

IntArray.c：

（注意：m_pointer = 0; //假设 m_pointer 为空指针，用来模拟申请内存失败的情况）

#include "IntArray.h"IntArray::IntArray(int len){    m_pointer = 0;  //假设 m_pointer 为空指针，用来模拟申请内存失败的情况        if( m_pointer )    {        for(int i=0; i<len; i++)        {            m_pointer[i] = 0;        }       }     m_length = len;}IntArray::IntArray(const IntArray& obj){    m_length = obj.m_length;     m_pointer = new int[obj.m_length];       for(int i=0; i<obj.m_length; i++)    {        m_pointer[i] = obj.m_pointer[i];    }}int IntArray::length(){    return m_length;}bool IntArray::get(int index, int& value){    bool ret = (0 <= index) && (index < length());       if( ret )    {        value = m_pointer[index];    }      return ret;}bool IntArray::set(int index, int value){    bool ret = (0 <= index) && (index < length());    if( ret )    {        m_pointer[index] = value;    }    return ret;}IntArray::~IntArray(){    delete[]m_pointer;}

main.cpp：

#include <stdio.h>#include "IntArray.h"int main(){    IntArray a(5);         printf("a.length = %d\n", a.length());        a.set(0, 1);      return 0;}

输出结果如下：

产生段错误是因为前面令m_pointer = 0; 模拟内存申请不成功。但是在实际工程中，不是每次申请内存都不成功，所以很难重现，堪称最难调试的 bug。

三、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

二阶构造示例一

二阶构造示例二

下面初探一下二阶构造函数：

#include <stdio.h>class TwoPhaseCons {private:    TwoPhaseCons() // 第一阶段构造函数    {       }    bool construct() // 第二阶段构造函数    {         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;    return 0;}

运行结果如下，指针的值被打印出来，意味着可以得到一个合法可用的对象，这个对象位于堆空间上：

如果我们就不想用二阶构造，自己申请堆空间，如下：

TwoPhaseCons* obj = new NewInstance();

就会报错，因为构造函数是私有的：

如果第二阶段的构造不成功：

    bool construct() // 第二阶段构造函数    {         return false;     }

输出结果如下，打印结果为空：

所以二阶构造的意义就是要么得到一个合法可用的对象，要么返回空。二阶构造用于杜绝半成品对象。

所以前面写的可能产生半成品对象的代码可以写成：

IntArray.h：

#ifndef _INTARRAY_H_#define _INTARRAY_H_class IntArray{private:    int m_length;    int* m_pointer;    IntArray(int len);    IntArray(const IntArray& obj);    bool construct();public:    static IntArray* NewInstance(int length);     int length();    bool get(int index, int& value);    bool set(int index ,int value);    ~IntArray();};#endif

IntArray.c：

#include "IntArray.h"IntArray::IntArray(int len){    m_length = len;}bool IntArray::construct(){    bool ret = true;    m_pointer = new int[m_length];    if( m_pointer )    {        for(int i=0; i<m_length; i++)        {            m_pointer[i] = 0;        }    }    else    {        ret = false;    }    return ret;}IntArray* IntArray::NewInstance(int length) {    IntArray* ret = new IntArray(length);    if( !(ret && ret->construct()) )     {        delete ret;        ret = 0;    }    return ret;}int IntArray::length(){    return m_length;}bool IntArray::get(int index, int& value){    bool ret = (0 <= index) && (index < length());    if( ret )    {        value = m_pointer[index];    }    return ret;}bool IntArray::set(int index, int value){    bool ret = (0 <= index) && (index < length());    if( ret )    {        m_pointer[index] = value;    }    return ret;}IntArray::~IntArray(){    delete[]m_pointer;}

main.c：

#include <stdio.h>#include "IntArray.h"int main(){    IntArray* a = IntArray::NewInstance(5);        printf("a.length = %d\n", a->length());    a->set(0, 1);    for(int i=0; i<a->length(); i++)    {        int v = 0;        a->get(i, v);        printf("a[%d] = %d\n", i, v);    }    delete a;    return 0;}

输出结果如下：

工程里面对象往往是巨大的，因此不适合放在栈空间，而适合放在堆空间里面，所以二阶构造模式对于工程开发非常有用。

关于“C++二阶构造模式的原理是什么与怎么使用”这篇文章的内容就介绍到这里，感谢各位的阅读！相信大家对“C++二阶构造模式的原理是什么与怎么使用”知识都有一定的了解，大家如果还想学习更多知识，欢迎关注编程网其他教程频道。