Делегуючі конструктори в С++ / Уроки по С++ / aCode

На цьому уроці ми розглянемо, що таке делегуючі конструктори в мові С++, навіщо вони були придумані і як їх використовувати.

Зміст:

Проблема
Рішення в C++11
Використання окремого методу
Делегуючі конструктори
Декілька заміток про делегуючі конструктори

Проблема

При створенні нового об’єкта класу, компілятор C++ неявно викликає конструктор цього об’єкту. Не рідкість зустріти клас з декількома конструкторами, які частково виконують одне і те ж, наприклад:

class Boo
{
public:
    Boo()
    {
        // Частина коду X
    }
 
    Boo(int value)
    {
        // Частина коду X
        // Частина коду Y
    }
};

class Boo

{

public:

Boo()

{

// Частина коду X

}

Boo(int value)

{

// Частина коду X

// Частина коду Y

}

};

Тут є 2 конструктори: конструктор за замовчуванням і конструктор, який приймає цілочисельне значення. Оскільки Частина коду X потрібна обом конструкторам, то вона дублюється в кожному з них.

А як ви вже могли здогадатися, дублювання коду — це те, чого слід уникати, тому давайте розглянемо можливі рішення цієї проблеми.

Рішення в C++11

Непогано було б, щоб конструктор Boo(int) викликав конструктор Boo() для виконання Частина коду X:

class Boo
{
public:
    Boo()
    {
        // Частина коду X
    }
 
    Boo(int value)
    {
        Boo(); // використовуємо вищенаведений конструктор для виконання частини коду X
        // Частина коду Y
    }
};

class Boo

{

public:

Boo()

{

// Частина коду X

}

Boo(int value)

{

Boo(); // використовуємо вищенаведений конструктор для виконання частини коду X

// Частина коду Y

}

};

Або:

class Boo
{
public:
    Boo()
    {
        // Частина коду X
    }
 
    Boo(int value): Boo() // використовуємо вищенаведений конструктор для виконання частини коду X
    {
        // Частина коду Y
    }
};

class Boo

{

public:

Boo()

{

// Частина коду X

}

Boo(int value): Boo() // використовуємо вищенаведений конструктор для виконання частини коду X

{

// Частина коду Y

}

};

Однак, якщо ваш компілятор не сумісний з C++11, і ви спробуєте викликати один конструктор всередині іншого конструктора, то це скомпілюється, але буде працювати не так, як ви очікуєте.

До C++11 явний виклик одного конструктора з іншого призводить до створення тимчасового об’єкта, який потім ініціалізується за допомогою конструктора цього об’єкту і ігнорується, залишаючи вихідний об’єкт незмінним.

Використання окремого методу

Конструкторам дозволено викликати інші методи класу, які не є конструкторами. Хоча у вас може виникнути спокуса скопіювати код з першого конструктора в другий конструктор, наявність дубльованого коду зробить ваш клас більш важким для розуміння і більш обтяжливим для підтримки. Кращим рішенням буде створення окремого методу (не конструктора), який буде виконувати загальну ініціалізацію, і обидва конструктори викликатимуть цей метод. Наприклад:

class Boo
{
private:
    void DoX()
    {
        // Частина коду X
    }
 
public:
    Boo()
    {
        DoX();
    }
 
    Boo(int nValue)
    {
        DoX();
        // Частина коду Y
    }
 
};

class Boo

{

private:

void DoX()

{

// Частина коду X

}

public:

Boo()

{

DoX();

}

Boo(int nValue)

{

DoX();

// Частина коду Y

}

};

Тут ми звели дублювання коду до мінімуму.

Крім того, ви можете опинитися в ситуації, коли вам потрібно буде написати метод для повторної ініціалізації класу назад до значень за замовчуванням. Оскільки у вас, ймовірно, вже є конструктор, який це робить, то у вас може виникнути спокуса спробувати викликати цей конструктор з вашого методу. Однак це призведе до несподіваних результатів. Багато розробників просто копіюють код з конструктора в функцію ініціалізації — це спрацює, але призведе також до дублювання коду. Кращим рішенням буде перемістити код з конструктора в вашу нову функцію і змусити конструктор викликати вашу нову функцію для виконання ініціалізації:

class Boo
{
public:
    Boo()
    {
        Init();
    }
 
    Boo(int value)
    {
        Init();
        // Робимо що-небудь з value
    }
 
    void Init()
    {
        // Код ініціалізації Boo
    }
};

class Boo

{

public:

Boo()

{

Init();

}

Boo(int value)

{

Init();

// Робимо що-небудь з value

}

void Init()

{

// Код ініціалізації Boo

}

};

Тут ми підключаємо функцію Init() для ініціалізації змінних-членів назад значеннями за замовчуванням, а потім кожен конструктор викликає функцію Init() перед своїм фактичним виконанням. Це зменшує дублювання коду до мінімуму і дозволяє явно викликати Init() з будь-якого місця в програмі.

Делегуючі конструктори

Починаючи з C++11, конструкторам дозволено викликати інші конструктори. Цей процес називається делегуванням конструкторів (або “ланцюжком конструкторів”). Щоб один конструктор викликав інший, потрібно просто зробити виклик цього конструктора в списку ініціалізації членів. Наприклад:

class Boo
{
private:
 
public:
    Boo()
    {
        // Частина коду X
    }
 
    Boo(int value): Boo() // використовуємо конструктор за замовчуванням Boo() для виконання частини коду X
    {
        // Частина коду Y
    }
 
};

class Boo

{

private:

public:

Boo()

{

// Частина коду X

}

Boo(int value): Boo() // використовуємо конструктор за замовчуванням Boo() для виконання частини коду X

{

// Частина коду Y

}

};

Все працює як потрібно. Переконайтеся, що ви викликаєте конструктор зі списку ініціалізації членів, а не з тіла конструктора.

Ось ще один приклад використання делегуючих конструкторів для зменшення дубльованого коду:

#include <iostream> 
#include <string>

class Employee
{
private:
    int m_id;
    std::string m_name;
 
public:
    Employee(int id=0, const std::string &name=""):
        m_id(id), m_name(name)
    {
        std::cout << "Employee " << m_name << " created.\n";
    }
 
    // Використовуємо делегуючі конструктори для зменшення дубльованого коду
    Employee(const std::string &name) : Employee(0, name) { }
};

int main()
{
    Employee a; 
    Employee b("Ivan");

    return 0;
}

#include <iostream>

#include <string>

class Employee

{

private:

int m_id;

std::string m_name;

public:

Employee(int id=0, const std::string &name=""):

m_id(id), m_name(name)

{

std::cout << "Employee " << m_name << " created.\n";

}

// Використовуємо делегуючі конструктори для зменшення дубльованого коду

Employee(const std::string &name) : Employee(0, name) { }

};

int main()

{

Employee a;

Employee b("Ivan");

return 0;

}

Цей клас має 2 конструктори (один з яких викликає іншого). Таким чином, кількість дубльованого коду зменшено (нам потрібно записати тільки одне визначення конструктора замість двох).

Декілька заміток про делегуючі конструктори

По-перше, конструктору, який викликає іншого конструктора, забороняється виконувати будь-яку ініціалізацію членів класу. Тому конструктори можуть або викликати інші конструктори, або виконувати ініціалізацію, але не все відразу.

По-друге, один конструктор може викликати іншого конструктора, в коді якого може знаходитися виклик першого конструктора. Це створить нескінченний цикл і призведе до того, що пам’ять стеку закінчиться і відбудеться збій. Ви можете уникнути цього, переконавшись, що в конструкторі, який викликається, немає виклику першого (і взагалі будь-якого іншого) конструктора. Будьте обережні і не використовуйте вкладені виклики конструкторів.

Оцінити статтю: