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More Effective C++：防止资源泄漏

2006-09-28 00:07作者：出处：BLOG责任编辑：方舟

　　如果你正在开发一个具有多媒体功能的通讯录程序。这个通讯录除了能存储通常的文字信息如姓名、地址、电话号码外，还能存储照片和声音(可以给出他们名字的正确发音)。

　　为了实现这个通信录，你可以这样设计:

class Image { // 用于图像数据
　public:
　　Image(const string& imageDataFileName);
　　...
};

class AudioClip { // 用于声音数据
　public:
　　AudioClip(const string& audioDataFileName);
　　...
};

class PhoneNumber { ... }; // 用于存储电话号码
class BookEntry { // 通讯录中的条目
　public:
　　BookEntry(const string& name,
　　const string& address = "",
　　const string& imageFileName = "",
　　const string& audioClipFileName = "");
　　~BookEntry();
　　// 通过这个函数加入电话号码
　　void addPhoneNumber(const PhoneNumber& number);
　　...
　private:
　　string theName; // 人的姓名
　　string theAddress; // 他们的地址
　　list thePhones; // 他的电话号码
　　Image *theImage; // 他们的图像
　　AudioClip *theAudioClip; // 他们的一段声音片段
};

　　通讯录的每个条目都有姓名数据，所以你需要带有参数的构造函数(参见条款3)，不过其它内容(地址、图像和声音的文件名)都是可选的。注意应该使用链表类(list)存储电话号码，这个类是标准C++类库(STL)中的一个容器类(container classes)。(参见Effective C++条款49 和本书条款35)

　　编写BookEntry 构造函数和析构函数，有一个简单的方法是:

BookEntry::BookEntry(const string& name,const string& address,
　const string& imageFileName,
　Const string& audioClipFileName)
　: theName(name), theAddress(address),
　theImage(0), theAudioClip(0)
　{
　　if (imageFileName != "") {
　　　theImage = new Image(imageFileName);
　　}
　　if (audioClipFileName != "") {
　　　theAudioClip = new AudioClip(audioClipFileName);
　　}
　}
　BookEntry::~BookEntry()
　{
　　delete theImage;
　　delete theAudioClip;
　}

　　构造函数把指针theImage和theAudioClip初始化为空，然后如果其对应的构造函数参数不是空，就让这些指针指向真实的对象。析构函数负责删除这些指针，确保BookEntry对象不会发生资源泄漏。因为C++确保删除空指针是安全的，所以BookEntry的析构函数在删除指针前不需要检测这些指针是否指向了某些对象。

　　看上去好像一切良好，在正常情况下确实不错，但是在非正常情况下(例如在有异常发生的情况下)它们恐怕就不会良好了。

　　请想一下如果BookEntry的构造函数正在执行中，一个异常被抛出，会发生什么情况呢?:

if (audioClipFileName != "") {
　theAudioClip = new AudioClip(audioClipFileName);
}

　　一个异常被抛出，可以是因为operator new(参见条款8)不能给AudioClip分配足够的内存，也可以因为AudioClip的构造函数自己抛出一个异常。不论什么原因，如果在BookEntry构造函数内抛出异常，这个异常将传递到建立BookEntry对象的地方(在构造函数体的外面。译者注)。

　　现在假设建立theAudioClip对象建立时，一个异常被抛出(而且传递程序控制权到BookEntry构造函数的外面)，那么谁来负责删除theImage已经指向的对象呢?答案显然应该是由BookEntry来做，但是这个想当然的答案是错的。BookEntry根本不会被调用，永远不会。

　　C++仅仅能删除被完全构造的对象(fully contructed objects), 只有一个对象的构造函数完全运行完毕，这个对象才能被完全地构造。所以如果一个BookEntry对象b做为局部对象建立，如下:

void testBookEntryClass()
{
　BookEntry b("Addison-Wesley Publishing Company","One Jacob Way, Reading, MA 01867");
　...
}

　　并且在构造b的过程中，一个异常被抛出，b的析构函数不会被调用。而且如果你试图采取主动手段处理异常情况，即当异常发生时调用delete，如下所示:

void testBookEntryClass()
{
　BookEntry *pb = 0;
　try {
　　pb = new BookEntry("Addison-Wesley Publishing Company","One Jacob Way, Reading, MA 01867");
　　...
　}
　catch (...) { // 捕获所有异常
　　delete pb; // 删除pb,当抛出异常时
　throw; // 传递异常给调用者
}

delete pb; // 正常删除pb
}

　　你会发现在BookEntry构造函数里为Image分配的内存仍旧被丢失了，这是因为如果new操作没有成功完成，程序不会对pb进行赋值操作。如果BookEntry的构造函数抛出一个异常，pb将是一个空值，所以在catch块中删除它除了让你自己感觉良好以外没有任何作用。用灵巧指针(smart pointer)类auto_ptr(参见条款9)代替raw BookEntry*也不会也什么作用，因为new操作成功完成前，也没有对pb进行赋值操作。

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