C++对象计数

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2016-01-29 12:24

C++对象计数,C++对象计数

C++对象计数

作者:yy2better

(本文来源于图老师网站,更多请访问https://m.tulaoshi.com/cyuyanjiaocheng/)

关键字:C++ 对象计数 实例计数

  本文目的是实现一个实用的对C++类计数的类,同时在实现过程中指出一些容易为人忽视的C++知识。
  要实现一个类的对象(实例)计数,即程序运行中此类有多少个对象存在,最容易的实现方法是使用静态数据成员。如下:

class Widget {public:    Widget() { ++count; }    Widget(const Widget&) { ++count; }    ~Widget() { --count; }    static size_t howMany()    { return count; }private:    static size_t count;};      //cpp文件中size_t Widget::count = 0;      
注意构造函数也要增加计数,这一点很多人容易忘记。
  但是如果程序中有多个需要实例计数的类,则在每个类中加入上面代码未免繁琐、易错。这种情况下,最好是实现一个通用计数类。它应该具备一下特点: 易于使用:任何需要计数的类(以下简称客户类)只要添加少数代码即可使用; 有效率:不增加客户类大小,对客户类性能没有影响; 健壮:客户类使用时,不容易误用。

下面我们将逐步实现并完善这个通用的计数类。

(本文来源于图老师网站,更多请访问https://m.tulaoshi.com/cyuyanjiaocheng/)
class Counter {  public:              Counter() { ++count; }    Counter(const Counter&) { ++count; }    ~Counter() { --count; }    static size_t howMany()        { return count; }private:    static size_t count;};// This still goes in an implementation filesize_t Counter::count = 0;      
上面这个Counter类能否正确完成计数呢?例如:Widget类利用它来进行实例计数:
// embed a Counter to count objectsclass Widget {public:    .....  // all the usual public           // Widget stuff    static size_t howMany()    { return Counter::howMany(); }private:    .....  // all the usual private           // Widget stuff    Counter c;};     //or:// inherit from Counter to count objectsclass Widget: public Counter {    .....  // all the usual public           // Widget stuffprivate:    .....  // all the usual private           // Widget stuff};            
  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就不能胜任,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:
template<typename T>class Counter {public:    Counter() { ++count; }    Counter(const Counter&) { ++count; }    ~Counter() { --count; }    static size_t howMany()    { return count; }private:    static size_t count;};// this now can go in headertemplate<typename T> size_t Counter<T>::count = 0;            
则上面的实现变成:
// embed a Counter to count objectsclass Widget {public:    .....    static size_t howMany()    {return Counter<Widget>::howMany();}private:    .....    Counter<Widget> c;};//or:// inherit from Counter to count objectsclass Widget: public Counter<Widget> {        .....};      
  这样,其他类就可以使用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<Widget>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)
Counter<Widget> *pw =  new Widget;  // get base class ptr to derived class object    ......delete pw; // yields undefined results if the base class lacks a virtual destructor                  
  但一旦Counter有虚析构函数,就会给类带入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。这样就不能delete pw,因为它会导致编译错误。
template<typename T>class Counter {public:    .....protected:    ~Counter() { --count; }    .....};   
  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
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