C++: Есть ли издержки проверки в конструкторе, если все данные уже могут быть действительными?

Question

Я хочу создать исключение в своем конструкторе, чтобы мне не приходилось иметь дело с объектами зомби. Однако я также хочу предоставить метод проверки заранее, чтобы люди могли избежать "работы с исключениями" там, где для этого нет причин. В графическом интерфейсе не исключено, что недействительные данные. Однако я также хочу избежать дублирования кода и накладных расходов. Является ли компилятор GCC / Microsoft Visual C++ достаточно умным, чтобы устранить эту неэффективность проверки ввода дважды, и если нет, то есть ли небольшое изменение, которое могло бы порадовать?

Пример блока кода, иллюстрирующий мою точку зрения ниже:

#include <string>
#include <exception>
#include <iostream>

using std::string;
using std::cout;
using std::endl;
using std::exception;


// a validation function
bool InputIsValid(const string& input) {
    return (input == "hello");
}

// a class that uses the validation code in a constructor
class MyObject {
    public:

    MyObject(string input) {
        if (!InputIsValid(input))    //since all instances of input
            throw exception();       //has already been validated
                                     //does this code incur an overhead
                                     //or get optimised out?

        cout << input << endl;       
    };

};

int main() {

    const string valid = "hello";

    if (InputIsValid(valid)) {
        MyObject obj_one(valid);
        MyObject obj_two(valid);
    }

    return 0;
}

Я предполагаю, что это не может быть возможно, если объектный файл для класса генерируется один, поскольку объектный файл не может гарантировать, что люди будут проверять перед вызовом конструктора, но когда приложение компилируется и связывается вместе в одном приложении, можно пожалуйста?

Answer 1

Есть ли издержки проверки в конструкторе, если все данные уже могут быть действительными?

Да, если данные уже проверены, то вы бы понесли расходы на их повторную проверку

Является ли компилятор GCC / Microsoft Visual C++ достаточно умным, чтобы устранить эту неэффективность проверки ввода дважды, и если нет, то есть ли небольшое изменение, которое могло бы порадовать?

Вы можете инкапсулировать свой ввод в объект, и этот объект запомнит результат проверки.

template <typename INPUT_TYPE>
class InputObject {
    INPUT_TYPE input_;
    bool valid_;
public:
    typedef <typename VALIDATE>
    InputObject (INPUT_TYPE in, VALIDATE v) : input(in), valid_(v(in)) {}
    const INPUT_TYPE & input () const { return input_; }
    bool isValid () const { return valid_; }
};

typedef InputObject<std::string> MyInput;

class MyObject {
public:
    MyObject (const MyInput &input) {
        if (!input.isValid()) throw exception();
        //...
    }
};

Конструктор для InputObject вызывает функцию проверки для вас и сохраняет результат проверки во флаге. затем MyObject просто проверяет флаг, и не нужно делать проверку снова.

int main () {
    MyInput input("hello", InputIsValid);

    try {
        MyObject obj_one(input);
        MyObject obj_two(input);
    }
    catch (...) {
        //...
    }
}

Как полагает DeadMG, более строгая проверка типов может быть достигнута путем MyObject принимайте только подтвержденные данные. Тогда бы не надо было throw в конструкторе вообще. Такая схема может быть достигнута путем NonValidatedInput а также ValidatedInput два разных типа.

template <typename> class NonValidatedInput;

template <typename T>
class ValidatedInput {
    friend class NonValidatedInput<T>;
    T input;
    ValidatedInput (const T &in) : input(in) {}
public:
    operator const T & () const { return input; };
};

template <typename T>
class NonValidatedInput {
    T input;
public:
    operator ValidatedInput<T> () const { return ValidatedInput<T>(input); }
    template <typename V>
    NonValidatedInput (const T &in, V v) : input(in) {
        if (v(input) == false) throw exception();
    }
};

NonValidatedInput принимает неподтвержденный ввод, выполняет проверку и может быть преобразован в ValidatedInput объект, если проверка прошла успешно. Если проверка не пройдена, NonValidatedInput бросает исключение. Таким образом, MyObject вообще не нужно проверять правильность, потому что его конструктор принимает только ValidatedInput,

typedef ValidatedInput<std::string> MyInput;

class MyObject {
public:
    MyObject (MyInput input) {
        std::string v = input;
        std::cout << v << std::endl;
    }
};

int main () {
    try {
        MyInput input = NonValidatedInput<std::string>("hello", InputIsValid);
        MyObject obj_one(input);
        MyObject obj_two(input);
    }
    catch (...) {
        //...
    }
}

Безопасность типов здесь довольно сильна, потому что только NonValidatedInput может создать ValidatedInputи только если проверка прошла успешно.

Answer 2

Оптимизатор может встроить функцию InputIsValid(), однако это далеко не все. Вы также должны задокументировать свой конструктор как бросающий, с типами исключений, которые он собирается выбросить. Что касается затрат производительности при вызове этой функции, то она незначительна, чем стоимость strcmp(). Достаточно сказать, что, если этот конструктор не используется в чрезвычайно узком цикле, затраты должны быть незначительными.