C++对象计数
作者:网络转载 发布时间:[ 2014/12/19 11:19:06 ] 推荐标签:C++ 对象 静态数据 成员
对于Widget本身来说,Counter完成了任务。然而,如果我们在同一进程中还需要利用Counter来计数Fish类,显然,Counter不能胜任,因为它只有一个静态成员变量,它会将Widget和Fish的个数一起统计。这个方案不行,怎么办?用模板!如下:
01.template
02.classCounter {
03.public:
04.Counter() { ++count; }
05.Counter(constCounter&) { ++count; }
06.~Counter() { --count; }
07.
08.staticsize_t howMany()
09.{return count; }
10.
11.private:
12.staticsize_t count;
13.};
14.
15.// this now can go in header
16.templatesize_t Counter::count = 0;
则上面的实现变成:
01.// embed a Counter to count objects
02.classWidget {
03.public:
04......
05.staticsize_t howMany()
06.{returnCounter::howMany();}
07.private:
08......
09.Counter c;
10.};
11.
12.//or:
13.
14.// inherit from Counter to count objects
15.classWidget: public Counter {
16......
17.};
这样,其他类可以使用Counter计数自己的实例了,它们将互不影响。
上面两种方案都可正确实现计数,我们继续探讨这两种方案的优缺点。
首先讲public继承,即class Widget: public Counter这种方案:有经验的读者肯定会想到基类Counter的析构函数要变为虚函数。否则通过基类指针delete派生类时,结果未定义(可能导致程序crash或其他)
1.Counter *pw =new Widget; // get base class ptr to derived class object
2.......
3.deletepw; // yields undefined results if the base class lacks a virtual destructor
但一旦Counter有虚析构函数,会给类带入vTable,多占用了空间并影响客户类的效率。解决方法可以是将析构函数作为protected成员。这样不能delete pw,因为它会导致编译错误。
1.template
2.classCounter {
3.public:
4......
5.protected:
6.~Counter() { --count; }
7......
8.};
其次,Counter作为客户类的成员变量这种方案(这时Counter的析构函数必须public)。一个明显的缺点是客户类必须定义Counter为其成员变量同时还得定义一个inline函数以调用Counter类得HowMany函数。另一个较隐蔽的缺点:它增大了客户类所占用的内存。Counter类没有非静态成员变量,有人可能会认为Counter对象的大小为0,其实不然,C++规定所有对象的大小小必须为1字节。所以这用方案增加了客户类的大小。使用派生则不一样,基类size可以0,所以public继承方案不会增加客户类的大小。
除了上面两种方案,还可以使用private继承,即class Widget: private Counter。类似于第一种方案:
1.classWidget: private Counter {
2.public:
3.// make howMany public
4.usingCounter::howMany;
5.
6......// rest of Widget is unchanged
7.};
它直接防止下面的代码:
1.Counter *pw =new Widget; //私有继承不允许这样转换
综合看来,public继承方案已经比较完善了。然而,还是有些值得注意的地方。假如有另一个类SpecialWidget,其继承于Widget,对类SpecialWidget的对象计数只能如下:
1.classSpecialWidget: publicWidget,
2.publicCounter {
3.public:
4.};
这样,对SpecialWidget的对象计数是正确的,但对Widget对象的计数是错误的。这时Widget的计数是Widget类的所有对象SpecialWidget类的所有对象的总和。为什么?因为每创建一个SpecialWidget对象,Widget构造函数要调用一次,增加一次计数。
总结
用模板实现的这个对象计数类可以满足绝大多数需求,但不适用于计数有继承关系的类。本文的核心思想来源于CUG上C++大师Scott Meyers的一篇文章并有所改动。
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