C++：二阶构造函数

王强

发布于 2019-03-04 17:15:04

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1、构造函数的问题2、二阶构造模式

类的构造函数是类的一种特殊的成员函数，它会在每次创建类的新对象时执行。最常见的操作是在构造函数中为类的成员变量进行赋值，如果还想再构造函数中进行一些其他操作，可能会出现一些问题。

1、构造函数的问题

下面通过实例讨论一下构造函数存在的问题：

// 二阶构造模式.cpp: 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>

using namespace std;

class Test
{
public:
    Test(int a, int b)
    {
        m_i = a;
        return;

        m_j = b;
    }
    int getI()
    {
        return m_i;
    }
    int getJ()
    {
        return m_j;
    }

private:
    int m_i;
    int m_j;
};

int main()
{
    Test t(1, 2);

    cout << "t.mi = " << t.getI() << endl;
    cout << "t.mj = " << t.getJ() << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

程序输出结果：

从结果可以看出 m_j 并没有被初始化成功，构造函数执行到 “return” 语句后退出了构造函数，从而导致 m_j =b 语句并没有执行。

关于构造函数：

只提供自动初始化成员变量的机会。
不能保证初始化逻辑一定成功。
执行 return 语句后构造函数立即结束。

由此可见，构造函数能决定的只是对象的初始化状态，而不是对象的诞生。

2、二阶构造模式

在C++中有半成品概念，顾名思义就是未初始化完成的对象，虽然未初始化成功，但半成品对象是合法的C++对象，也是Bug的重要来源之一。

依据工程经验，我们可以将构造过程分为以下两种：

与资源无关的初始化操作，也就是不可能出现异常情况的操作，比如：对象初始值设置等；
需要使用系统资源的操作，可能出现异常情况，比如：申请内存、读写文件等等。

根据上述构造过程，我们来看一下二阶构造的完整顺序：

从图中看出，如果进行系统资源申请操作出错，则应删除半成品对象并返回NULL，以避免出现Bug。请看下面二阶构造模式代码：

class SecondOrderConstruction
{
private:
    SecondOrderConstruction()   // 第一阶段构造函数：资源无关初始化
    {
    }
    bool construct() // 第二阶段构造函数：与系统资源有关的初始化，如申请内存、读写文件等
    {
        bool ret = true;
        // TODO: 系统资源相关操作并给ret赋值
        return ret;
    }

public:
    static SecondOrderConstruction* Instance(); // 对象创建函数
};

SecondOrderConstruction* SecondOrderConstruction::Instance()
{
    SecondOrderConstruction* instance = new SecondOrderConstruction();

    // 第二阶段构造
    if (!(instance && instance->construct()))
    {
        delete instance;        // 申请资源失败，删除半成品对象
        instance = NULL;        // 返回NULL
    }
    return instance;
}

int main()
{
    SecondOrderConstruction* obj = SecondOrderConstruction::Instance();
    cout << "obj=" << obj << endl;
    delete obj;

    system("pause");
    return 0;
}

运行结果：

函数解读： 二阶构造的方式设置类的构造函数，使得用户不能利用该类直接生成对象，因为这样操作会使得默认为构造函数被调而忽略了二阶构造的 construct() 函数。用户要生成对象需要使用类中的静态函数 Instance()，Instance() 执行 new 对象操作，此时会调用默认构造函数，在此函数中实现不可能会出现异常的操作，称为一阶构造。new 成功的前提下调用 construct() 函数，在此函数中实现可能会出现异常的操作，称为二阶构造。在确保一阶构造和二阶构造都执行成功的前提下，Instance 才返回 new 的对象的地址，反之返回NULL。

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原始发表：2019-01-25，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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