「编程模型」C++ 封装资源

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发布于: 2020 年 06 月 11 日

引子最近 2 个月在做一个嵌入式 C++ 项目，Soc 提供的 API 都是 C 接口的，剩下的业务功能开发就全靠自己动手实现了。一般这类项目，有直接用 C 开发的，也有用 C++ 封装一下来降低复杂度。
场景这类 C 接口中，有很大一部分是资源管理和操作的，这里的资源一般指使用前需要申请，使用后需要释放的某种有限的东西。操作系统中带有 Open、Close类似接口的都属这类，如文件、网络等，当然也有自己封装的资源，以及第三方库的。
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使用资源，最麻烦的就是手动管理，项目复杂时，这里就会成为 Bug 之源。操作资源的基础版本是过程式的，全手动管理，也是一般 C 语言的惯用做法。
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int workflow_a_b() {
  int handle_a = -1;
  int handle_b = -1;
  int result = resource_a_open(&handle_a);
	if (result < 0) {
  	return -1;
  }
  result = resource_a_op_1(handle_a);
	if (result < 0) {
  	goto FAIL1;
  }
  result = resource_b_open(&handle_b);
	if (result < 0) {
  	goto FAIL1;
  }
  result = resource_b_op_1(handle_b);
	if (result < 0) {
  	goto FAIL2;
  }
  FAIL2:
  resource_b_close(handle_b);
  FAIL1:
  resource_a_close(handle_a);
}
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以上代码只是示意下使用场景，实际项目中的情况会比这个复杂几倍，一个子系统的出错处理轻松达 FAIL7。
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类似这样的代码，最大的缺点就是没有可扩展性，只能为特定的场景量身定制；还有就是烧脑，需要很仔细的分析和检查；当然，如果不想烧脑，那就需要花费大量时间来调试，最终也能调出来。
解决方案C++ 类的构造函数和析构函数，刚好能对应资源的申请和释放。这样，可以通过控制类实例的作用域来让资源的申请和释放自动化，隐藏在资源类的内部，对于资源操作的逻辑不可见。最终，达到逻辑表达简单直接。
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下面是一个组合 2 个资源类的例子，代码可以粘贴到https://wandbox.org 在线运行。
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#include <iostream>
using namespace std;
class Resource {
public:
  Resource(size_t size) : size(size), buffer(NULL) {
    init(size);
  }
  ~Resource() {
    release();
  }
  void init(size_t size) {
    if (size > 250) {
      throw "too large!";
    }
    this->size = size;
    this->buffer = new int[size];
    cout << "init size " << this->size << endl;
  }
  void release() {
    cout << "release size " << this->size << endl;
    if (buffer != NULL) {
      delete[] buffer;
      buffer = NULL;
    }
    this->size = 0;
  }
  void DoubleSize() {
    size_t size = this->size;
    release();
    init(size * 2);
  }
  size_t Size() {
    return size;
  }
private:
  size_t size;
  int *buffer;
};
class ResourceA: public Resource {
public:
  ResourceA(size_t size) : Resource(size) {
    cout << "ResourceA ctor\n";
  }
  ~ResourceA() {
    cout << "ResourceA dtor\n";
  }
};
class ResourceB: public Resource {
public:
  ResourceB(size_t size) : Resource(size) {
    cout << "ResourceB ctor\n";
  }
  ~ResourceB() {
    cout << "ResourceB dtor\n";
  }
};
class ResourceAB {
public:
  ResourceAB(): a(10), b(100) {
    cout << "ResourceAB ctor\n";
  }
  ~ResourceAB() {
    cout << "ResourceAB dtor\n";
  }
  void DoubleSize() {
    a.DoubleSize();
    b.DoubleSize();
  }
  void Size() {
    std::cout << "a " << a.Size() << "; b " << b.Size() << std::endl;
  }
private:
  ResourceA a;
  ResourceB b;
};
int main()
{
  ResourceAB ab;
  try {
    ab.Size();
    ab.DoubleSize();
    ab.Size();
    ab.DoubleSize(); // 这里会触发异常条件
    ab.Size();
  }catch(const char* msg) {
    cerr << msg << endl;
    ab.Size();
  }
}
init size 10
ResourceA ctor
init size 100
ResourceB ctor
ResourceAB ctor
a 10; b 100
release size 10
init size 20
release size 100
init size 200
a 20; b 200
release size 20
init size 40
release size 200
too large!
a 40; b 0
ResourceAB dtor
ResourceB dtor
release size 0
ResourceA dtor
release size 40
﻿

发布于: 2020 年 06 月 11 日阅读数: 96

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/a0d6e6953c3e935ea7e4d6f61】。文章转载请联系作者。

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