C++. Сборник рецептов - [130]

Решение

Необходимо выяснить, какие операции могут выбрасывать исключения, и следует выполнить их первыми, обычно заключая в блок try/catch. После того как будет выполнен программный код, который может выбрасывать исключение, вы можете изменять состояние объектов. В примере 9.4 показан один из способов обеспечения безопасности функции-члена при исключениях.

Пример 9.4. Безопасная при исключениях функция-член

class Message {
public:
 Message(int bufSize = DEFAULT_BUF_SIZE) :
  bufSize_(bufSize), initBufSize_(bufSize), msgSize_(0), buf_(NULL) {
  buf_ = new char[bufSize];
 }
 ~Message() {
  delete[] buf_;
 }

 // Добавить в конец символьные данные
 void appendData(int len, const char* data) {
  if (msgSize_+len > MAX_SIZE) {
   throw out_of_range("Data size exceeds maximum size.");
  }
  if (msgSize_+len > bufSize_) {
   int newBufSize = bufSize_;
   while ((newBufSize *= 2) < msgSize_+len);
   char* p = new char[newBufSize]; // Выделить память
                                   // для нового буфера
   copy(buf_, buf_+msgSize_, p);     // Скопировать старые данные
   copy(data, data+len, p+msgSize_); // Скопировать новые данные
   msgSize_ += len;
   bufSize_ = newBufSize;
   delete[] buf_; // Освободись старый буфер и установить указатель на
   buf_ = p;      // новый буфер
  } else {
   copy(data, data+len, buf_+msgSize_);
   msgSize_ += len;
  }
 }

 // Скопировать данные в буфер вызывающей программы
 int getData(int maxLen, char* data) {
  if (maxLen < msgSize_) {
   throw out_of_range("This data is too big for your buffer.");
  }
  copy(buf_, buf_+msgSize_, data);
  return(msgSize_);
 }

private:
 Message(const Message& orig) {}           // Мы рассмотрим эти операторы
 Message& operator=(const Message& rhs) {} // в рецепте 9.5
 int bufSize_;
 int initBufSize_;
 int msgSize_;
 char* buf_;
};

Обсуждение

Представленный в примере 9.4 класс Message является классом, содержащим символьные данные; вы могли бы использовать его в качестве оболочки текстовых или бинарных данных, которые передаются из одной системы в другую. Здесь нас интересует функция-член appendData, которая добавляет данные, переданные вызывающей программой, в конец данных, уже находящихся в буфере, причем увеличивая при необходимости размер буфера. Здесь обеспечивается строгая гарантия безопасности этой функции-члена при исключениях, хотя на первый взгляд может быть не совсем понятно, чем это достигается.

Рассмотрим следующий фрагмент appendData.

if (msgSize_+len > bufSize_) {
 int newBufSize = bufSize_;
 while ((newBufSize *= 2) < msgSize_+len);
 char* p = new char[newBufSize];

Этот блок программного кода обеспечивает увеличение размера буфера. Я его увеличиваю путем удвоения его размера до тех пор, пока он не станет достаточно большим. Этот фрагмент программного кода безопасен, потому что исключение может быть выброшено здесь только при выполнении оператора new, и я не обновляю состояние объекта и не выделяю память ни под какие другие ресурсы до завершения его выполнения. Этот оператор выбросит исключение bad_alloc, если операционная система не сможет выделить участок памяти необходимого размера.

После успешного распределения памяти я могу начать обновление состояния объекта, копируя данные и обновляя значения переменных-членов.

copy(buf_, buf_+msgSize_, p);
copy(data, data+len, p+msgSize_);
msgSize_ += len;
bufSize_ = newBufSize;
delete[] buf_;
buf_ = p;

Ни одна из этих операций не может выбросить исключение, поэтому нам не о чем волноваться. (Это происходит только из-за того, что буфер представляет собой последовательность символов; дополнительные разъяснения вы найдете при обсуждении примера 9.5.)

Это простое решение и общая стратегия обеспечения строгой безопасности функций- членов при исключениях заключается в следующем: сначала выполняйте все то, что может выбрасывать исключения, затем, когда вся опасная работа окажется выполненной, глубоко вздохните и обновите состояние объекта. appendData просто использует временную переменную для хранения нового размера буфера. Это решает проблему, связанную с размером буфера, но обеспечит ли это на самом деле базовую гарантию отсутствия утечки ресурсов? Обеспечит, но с трудом

сору вызывает operator= для каждого элемента копируемой последовательности. В примере 9.4 каждый элемент имеет тип char, поэтому безопасность обеспечена, так как оператор присваивания одного символа другому не может выбросить никакого исключения. Но я сказал «обеспечит с трудом», потому что безопасность этого специального случая не должна создавать у вас впечатление о том, что причиной исключений никогда не может быть функция copy.

Предположим на секунду, что вместо «узкого» символьного буфера вам необходимо написать класс Message, который может содержать массив каких-то объектов. Вы могли бы представить его как шаблон класса, подобный представленному в примере 9.5.

Пример 9.5. Параметризованный класс сообщения

template
class MessageGeneric {
public:
 MessageGeneric(int bufSize = DEFAULT_BUF_SIZE) :
  bufSize_(bufSize), initBufSize_(bufSize), msgSize_(0), buf_(new T[bufSize]) {}
 ~MessageGeneric() {