Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация

Александреску Андрей

};

Для примитивных типов и стандартных контейнеров можно использовать

std::swap

. Другие классы могут реализовывать обмен в виде функций-членов с различными именами.

Рассмотрим использование

swap

для реализации копирующего присваивания посредством копирующего конструктора. Приведенная далее реализация оператора operator= обеспечивает строгую гарантию (см. рекомендацию 71), хотя и ценой создания дополнительного объекта, что может оказаться неприемлемым, если имеется более эффективный способ выполнения безопасного присваивания объектов типа T:

T& T::operator=(const T& other) { //

Вариант 1 (традиционный)

 T temp(other);

 swap(temp);

 return *this;

}

T& T::operator=(T temp) { // Вариант 2 (см. рекомендацию 27)

 swap(temp); // Обратите внимание на передачу

 return *this; // temp по значению

}

Но что если тип

U

не имеет бессбойной функции обмена, как в случае многих существующих классов, но вам требуется поддержка функции обмена для типа

T

? Не все потеряно.

• Если копирующий конструктор и оператор копирующего присваивания

U

не дают сбоев, то с объектами типа

U

вполне справится

std::swap

.

• Если копирующий конструктор

U

может давать сбой, вы можете хранить (интеллектуальный) указатель на

U

вместо непосредственного члена. Указатели легко обмениваются. Следствием их применения являются дополнительные расходы на одно динамическое выделение памяти и дополнительную косвенность при обращении, но если вы храните все такие члены в едином Pimpl-объекте, то для всех закрытых членов дополнительные расходы вы понесете только один раз (см. рекомендацию 43).

Никогда не пользуйтесь трюком реализации копирующего присваивания посредством копирующего конструирования с использованием непосредственного вызова деструктора и размещающего new, несмотря на то, что такой трюк регулярно "всплывает" в форумах, посвященных С++ (см. также рекомендацию 99). Так что никогда не пишите:

T& T::operator=(const T& rhs) { // Плохо: анти-идиома

 if (this != &rhs) {

this->~T; // плохая методика!

new(this) T(rhs); // (см. [Sutter00] §41)

 }

 return *this;

}

Если объекты вашего типа можно обменять более эффективным способом, чем грубое присваивание, желательно предоставить функцию обмена, не являющуюся членом, в том же пространстве имен, где находится и ваш тип (см. рекомендацию 57). Кроме того, подумайте о специализации

std::swap

для ваших собственных нешаблонных типов:

namespace std {

template<> void swap(MyType& lhs, MyType& rhs) {

 lhs.swap(rhs); // Для объектов MyType используется

} // MyType::swap

}

Стандарт не позволяет вам сделать это, если

MyType

сам является шаблонным классом. К счастью, иметь такую специализацию хорошо, но не обязательно; основная методика состоит в обеспечении функции

swap

, эффективно работающей с данным типом, в виде функции, не являющейся членом класса, в том же пространстве имен, в котором находится и ваш тип.

Исключения

Обмен

важен для классов с семантикой значения. Существенно менее важна она для базовых классов, поскольку эти классы в любом случае используются посредством указателей (см. рекомендации 32 и 54).

Ссылки

[C++03] §17.4.3.1(1) • [Stroustrup00] §E.3.3 • [Sutter00] §12-13, §41

Пространства имен и модули

Системы имеют подсистемы, которые в свою очередь состоят из подсистем и так до бесконечности — именно поэтому мы всегда движемся сверху вниз.

— Алан Перлис (Alan Perlis)

Пространство имен — очень важный инструмент для управления именами и снижения количества коллизий имен. То же относится и к модулям, которые, помимо этого, представляют собой инструментарий для работы с версиями. Мы определим модуль как отдельный компонент программы, содержащий тесно связанные между собой ее элементы (см. рекомендацию 5) и поддерживаемый одним и тем же программистом или группой; обычно модуль всегда компилируется одним и тем же компилятором с использованием одних и тех же опций. Модули имеются на разных уровнях детализации в широком диапазоне размеров. С одной стороны, модуль может быть минимального размера, представляя собой отдельный объектный файл, содержащий только один класс; с другой стороны, он может быть, например, отдельной динамической библиотекой, генерируемой из множества исходных файлов, содержимое которых образует подсистему внутри приложения большего размера или выпускается отдельно. Модуль может даже представлять собой огромную библиотеку, состоящую из множества небольших модулей (статических или динамических библиотек), содержащих тысячи разных типов. Несмотря на то, что такие библиотеки в стандарте С++ не упоминаются, программисты постоянно создают и используют библиотеки, и хорошо продуманная модуляризация является фундаментальной частью успешного управления зависимостями (см., например, рекомендацию 11).

Трудно представить себе программу значительного размера, которая не использует как пространства имен, так и модули. В этом разделе мы рассмотрим основные рекомендации по использованию двух этих взаимосвязанных инструментов, наряду с их взаимодействием с другими частями языка программирования и среды времени выполнения. Эти рекомендации помогут вам наиболее эффективно воспользоваться таким мощным инструментарием и избежать возможных неприятностей.

В этом разделе мы считаем наиболее значимой рекомендацию 58 — "Храните типы и функции в разных пространствах имен, если только они не предназначены для совместной работы".

57. Храните типы и их свободный интерфейс в одном пространстве имен

Резюме

Функции, не являющиеся членами и разработанные как часть интерфейса класса

X

(в особенности операторы и вспомогательные функции), должны быть определены в том же пространстве имен, что и

X

, что обеспечивает их корректный вызов.

Обсуждение

Открытый интерфейс класса образуют не только открытые функции-члены, но и функции, не являющиеся членами. Принцип Интерфейса гласит: для класса

X

все функции (включая функции, не являющиеся членами), которые "упоминают

X

" и "поставляются вместе с

X

" в одном и том же пространстве имен, являются логической частью

X

, поскольку образуют часть интерфейса

X

(см. рекомендацию 44 и [Sutter00]).