- Идиома copy-and-swap
-
Идиома copy-and-swap — это идиома языка программирования C++, позволяющая разрабатывать устойчивые к исключениям операторы присваивания.
Идиома базируется на идиоме Resource Acquisition Is Initialization.
Идиома предполагает реализацию следующих функций-членов класса:
- конструктора копирования;
- оператора присваивания;
- метода swap, не генерирующего исключения и принимающего ссылку на объект класса.
Пример:
class Copyable { public: Copyable& operator=(const Copyable &_v) { Copyable tmp(_v); this->swap(tmp); return *this; } void swap(Copyable &_v) throw(); };
Устойчивость к исключениям заключается в том, что в операторе присваивания
Copyable& operator=(const Copyable &)
нет точки, где генерация исключения могла бы привести к утечке памяти.Оператор присваивания сначала пытается захватить ресурс «временная копия присваиваемого объекта» (
tmp
) и в случае успеха меняет его содержимое с содержимым текущего объекта (this
). Поскольку методswap
объявлен как не генерирующий исключения (throw()
), единственной точкой, где может возникнуть исключение, является копирование объекта_v
. Если копирование не удается, то управление не доходит до методаswap
, в противном случае деструктор объектаtmp
освобождает ресурсы, прежде принадлежавшие текущему объекту (this
) (см. идиому RAII).Приведённая выше реализация также устойчива к присваиваниям объекта самому себе (
a=a
), однако содержит издержки, связанные с тем, что временная копия в этом случае тоже будет создаваться. Исключить издержки можно дополнительной проверкой:class Copyable { public: Copyable& operator=(const Copyable &_v) { if(this != &_v) Copyable(_v).swap(*this); return *this; } void swap(Copyable &_v) throw(); };
Многие контейнеры и алгоритмы стандартной библиотеки C++ и библиотеки STL предполагают наличие устойчивого к исключениям оператора присваивания, но без использования идиомы copy-and-swap иногда довольно сложно реализовать такой оператор присваивания для классов, содержащих, например, указатели на экземпляры других классов.
Другие операции
Имея функцию-член
swap
, не генерирующую исключений, можно применять подобную технику, чтобы сделать любую операцию над объектом строгой в отношении к гарантиям безопасности исключений (strong exception-safe guarantee).Для этого сначала делают копию существующего объекта, выполняют над копией необходимые модификации, а потом меняют
*this
и временный объект.- если исключение генерирует конструктор копирования, то исходный объект не модифицируется и строгая гарантия безопасности исключений выполняется;
- если исключение генерируется при изменении временного объекта, то у временного объекта вызовется деструктор и гарантия тоже будет выполнена поскольку исходный объект модифицирован не был;
- если изменение временного объекта успешно отработало, то срабатывает swap и деструктор временного объекта, не генерирующие исключений.
См. также
- Идиома Resource Acquisition Is Initialization
- Идиома noncopyable
- C++
Для улучшения этой статьи желательно?: - Проставить интервики в рамках проекта Интервики.
Категории:- Шаблоны проектирования
- Объектно-ориентированное программирование
Wikimedia Foundation. 2010.