• 【转】Solmyr 的小品文系列之三:对象计数(上)


    http://www.cppblog.com/xmli/archive/2009/08/19/93790.html

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    台下的座位已经坐满了,除了 Solmyr 的位子。zero 手足无措的望着那唯一的空位,开始第一百次的哀叹为什么自己会落到这样一个尴尬的位置。仅仅几分钟前,一切都还很正常,直到 ………… 

    ………… 

    主持人:“下一个议程,题为‘对象计数’的 C++ 编程技术讲座,主讲人是zero。” 

    zero: “什 …… 什么?!等一等,这个讲座不是应该由 Solmyr 主讲吗?!” 

    主持人:“嗯,原定是由 Solmyr 来讲,不过临时有要事出去了,离开之前他指定你顶替。他没有告诉你吗?” 

    zero: “他压根没有和我提过!我 …… 我什么准备也没做!这怎么行?别开玩笑了?!” 

    主持人:“你不用谦虚,Solmyr 临走前对我说过你完全能够胜任这个议题。啊对了,这里有一张他留给你的条子。” 

    zero 打开条子,但见上面写到:“《50 诫》(注:指《More Effective C++ 2/e》一书)看得怎么样了?如果你认真看过,就没问题。如果你敢拒绝或者出了岔子,嘿嘿 ……” 

    ………… 

    “唉!”,zero 认命的叹了口气,“面对现实,硬着头皮上吧!”他决定就讲最简单的那部分,反正把这个场面搪塞过去就行了。他望着白板上“对象计数”四个大字,开口说到: “今天 …… 这个 …… 今天讨论的议题是‘对象计数’。所谓对象计数 …… 啊 …… 就是对计算某个类有多少个对象”。 

    开场白糟透了,zero 觉得还是尽快转入实际的东西比较好。 

    “对于这个问题 …… 最简单的做法是在需要计数的类中添加一个静态变量,保存当前的对象个数,并利用构造函数和析构函数增减它的值,象这样:” 

    class Wedget 

    public: 
        Wedget(){ m_count++; }; 
        ~Wedget(){ m_count--; }; 

        int GetCout(){ return m_count; }; 

    private: 
        static int m_count; 
    }; 

    int Wedget::m_count = 0; 

    说着说着,zero 发现这件事似乎其实没有那么困难,反而觉得渐渐进入了状态,话也流利起来: 

    “上述做法很容易理解:一个类中的 static 类型的成员变量是被这个类的所有对象所共享的。当该类新增一个对象时,构造函数会保证计数值加一,销毁一个对象时,析构函数会保证计数值减一。这里唯一需 要注意的只有一点:如果 Wedget 派生自一个基类,那么基类的析构函数一定得声明为虚函数。为什么呢?因为我们时常会用基类的指针操作派生类的对象,这是所谓“多态”的做法,面向对象程序 设计的基本技术之一。也就是说下面这一类的代码会很常见:” 

    class Base 
    …… 

    class Wedget : public Base 
    …… 

    Base* pb = new Wedget; // 基类指针指向派生类对象 
    …… 

    delete pb; 

    “但如果 Base 的析构函数没有声明为虚函数,那么当执行到 delete pb 这一句的时候,编译器只知道 pb 是一个 Base* 类型的指针,只会去调用 Base 类的析构函数,这样一来,明明销毁了一个 Wedget 类的对象,Wedget 类的析构函数却没有调用,计数值就会出现错误。所以必须将 Base 的析构函数声明为虚,告诉编译器去判断这个对象的实际类型,保证 Wedget 类的析构函数被调用。” 

    zero 顿了一顿,续道: 

    “顺便指出一下,这一点是 C++ 面向对象程序设计的一个普遍原则。” 

    zero 环视了一眼台下,发现所有人都听的很认真,有些人还露出了领悟的表情,这使得他信心大增,决定接着讲下去: 

    “某种意义上说,现在我们已经解决了‘对象计数’这个问题。但是事情还没完 —— 我们可能有许多类都需要对对象计数,如果我们对每个类都象上面这样手工的添这些代码进去,那么这个工作既枯燥乏味又容易出错,因此我们需要一种通用的机制。最简单的,当然是把上面的代码封装成一个类:” 

    class Counter 

    public: 
        Counter(){ m_count++; }; 
        ~Counter(){ m_count--; }; 

        int GetCout(){ return m_count; }; 

    private: 
        static int m_count; 
    }; 

    int Counter::m_count = 0; 

    “然后在那些需要计数的类中添加一个 Counter 的成员,象这样:” 

    class Wedget 

        …… 
        Counter m_MyCounter; 
    }; 

    “这 样一来,新增一个 Wedget 对象也就新增一个 Counter 对象,销毁一个 Wedget 对象也就销毁一个 Counter 对象,看上去很完美。但是 ……”,zero 拖了个长音,“这样的解法是错误的!”说完,zero 在白板上夸张的打了一个大叉。 

    看到台下人们疑惑的表情,zero 对自己行为戏剧性的效果感到非常满意,他得意洋洋的解释: 

    “因为 static 成员是被该类所有的对象共享的,所以如果有另一个类,比如 Other 类也为了进行计数而包含了一个 m_MyCounter 成员的话,那么 Wedget 和 Other 类实际上是在共享一个计数值!请注意,Wedget 的 m_MyCounter 成员和 Other 的 m_MyCounter 成员都是 Counter 类的对象,它们共享同一个 m_count 静态变量。” 

    “OK,要绕开这个问题,必须用一点点小手段,那就是模板:”,zero 在白板上写出如下的代码: 

    template <class T> 
    class Counter 

    public: 
        Counter(){ m_count++; }; 
        ~Counter(){ m_count--; }; 

        int GetCout(){ return m_count; }; 

    private: 
        static int m_count; 
    }; 

    template <class T> 
    int Counter<T>::m_count = 0; 

    class Wedget 

        …… 
        Counter<Wedget> m_MyCounter; 
    }; 

    class Other 

        …… 
        Counter<Other> m_MyCounter; 
    }; 

    “看出其中的区别了吗?Counter<Wedget> 和 Counter<Other> 是两个类,因此它们的 m_count 各自独立,就这样,我们实现了不同的类各自独立计数。” 

    zero 一转身,惊讶的看到 Solmyr 不知什么时候已经出现在他座位上了,嘴边带着 —— 什么?没看错吧?zero 发现那不是 Solmyr 招牌式的坏笑,而是一种支持、赞许的微笑,zero 简直不能相信自己的眼睛。不过一转眼,Solmyr 的表情再度切换回了 zero 熟悉的模式 —— 快的让人以为刚才所看到的根本是幻觉 —— zero 心中一沉,知道事情有些不妙了,果然 —— 

    “我来提个问题。”,Solmyr 发话了,而且笑的很灿烂 ……

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