Использование std::unique_ptr и lambdas для улучшения состояния объекта

Question

При улучшении состояния объекта, использование std::swap хорошо работает для простых объектов и обмена указателями. Для других на месте действий, Boost.ScopeExit работает довольно хорошо, но это не очень элегантно, если вы хотите разделить обработчики выхода между функциями. Есть ли C++11 нативный способ сделать что-то похожее на Boost.ScopeExit но разрешить для лучшего повторного использования кода?

Answer 1

(Злоупотребление std::unique_ptr Пользовательские Deleters как ScopeExitVisitor или сообщение Условие. Прокрутите вниз до ~7-й строки main() чтобы увидеть, как это на самом деле используется на сайте вызова. Следующий пример позволяет std::function или лямбды для Deleter / ScopeExitVisitor которые не требуют никаких параметров, и вложенного класса, если вам нужно передать параметр в Deleter / ScopeExitVisitor,

#include <iostream>
#include <memory>

class A {
 public:
  using Type = A;
  using Ptr = Type*;
  using ScopeExitVisitorFunc = std::function<void(Ptr)>;
  using ScopeExitVisitor = std::unique_ptr<Type, ScopeExitVisitorFunc>;

  // Deleters that can change A's private members. Note: Even though these
  // are used as std::unique_ptr<> Deleters, these Deleters don't delete
  // since they are merely visitors and the unique_ptr calling this Deleter
  // doesn't actually own the object (hence the label ScopeExitVisitor).
  static void ScopeExitVisitorVar1(Ptr aPtr) {
    std::cout << "Mutating " << aPtr << ".var1. Before: " << aPtr->var1;
    ++aPtr->var1;
    std::cout << ", after: " << aPtr->var1 << "\n";
  }

  // ScopeExitVisitor accessing var2_, a private member.
  static void ScopeExitVisitorVar2(Ptr aPtr) {
    std::cout << "Mutating " << aPtr << ".var2. Before: " << aPtr->var2_;
    ++aPtr->var2_;
    std::cout << ", after: " << aPtr->var2_ << "\n";
  }

  int var1 = 10;
  int var2() const { return var2_; }

  // Forward declare a class used as a closure to forward Deleter parameters
  class ScopeExitVisitorParamVar2;

 private:
  int var2_ = 20;
};

// Define ScopeExitVisitor closure. Note: closures nested inside of class A
// still have access to private variables contained inside of A.
class A::ScopeExitVisitorParamVar2 {
 public:
  ScopeExitVisitorParamVar2(int incr) : incr_{incr} {}
  void operator()(Ptr aPtr) {
    std::cout << "Mutating " << aPtr << ".var2 by " << incr_ << ". Before: " << aPtr->var2_;
    aPtr->var2_ += incr_;
    std::cout << ", after: " << aPtr->var2_ << "\n";
  }

 private:
  int incr_ = 0;
};

// Can also use lambdas, but in this case, you can't access private
// variables.
//
static auto changeStateVar1Handler = [](A::Ptr aPtr) {
  std::cout << "Mutating " << aPtr << ".var1 " << aPtr->var1 << " before\n";
  aPtr->var1 += 2;
};

int main() {
  A a;

  std::cout << "a: " << &a << "\n";

  std::cout << "a.var1: " << a.var1 << "\n";
  std::cout << "a.var2: " << a.var2() << "\n";

  { // Limit scope of the unique_ptr handlers. The stack is unwound in
    // reverse order (i.e. Deleter var2 is executed before var1's Deleter).
    A::ScopeExitVisitor scopeExitVisitorVar1(nullptr, A::ScopeExitVisitorVar1);
    A::ScopeExitVisitor scopeExitVisitorVar1Lambda(&a, changeStateVar1Handler);
    A::ScopeExitVisitor scopeExitVisitorVar2(&a, A::ScopeExitVisitorVar2);
    A::ScopeExitVisitor scopeExitVisitorVar2Param(nullptr, A::ScopeExitVisitorParamVar2(5));

    // Based on the control of a function and required set of ScopeExitVisitors that
    // need to fire use release() or reset() to control which visitors are used.
    // Imagine unwinding a failed but complex API call.
    scopeExitVisitorVar1.reset(&a);
    scopeExitVisitorVar2.release(); // Initialized in ctor. Use release() before reset().
    scopeExitVisitorVar2.reset(&a);
    scopeExitVisitorVar2Param.reset(&a);

    std::cout << "a.var1: " << a.var1 << "\n";
    std::cout << "a.var2: " << a.var2() << "\n";
    std::cout << "a.var2: " << a.var2() << "\n";
  }

  std::cout << "a.var1: " << a.var1 << "\n";
  std::cout << "a.var2: " << a.var2() << "\n";
}

Который производит:

a: 0x7fff5ebfc280
a.var1: 10
a.var2: 20
a.var1: 10
a.var2: 20
a.var2: 20
Mutating 0x7fff5ebfc280.var2 by 5. Before: 20, after: 25
Mutating 0x7fff5ebfc280.var2. Before: 25, after: 26
Mutating 0x7fff5ebfc280.var1 10 before
Mutating 0x7fff5ebfc280.var1. Before: 12, after: 13
a.var1: 13
a.var2: 26

С другой стороны, этот трюк хорош потому что:

• Код, используемый в средствах удаления, может обращаться к закрытым переменным
• Код удалителя может быть централизован
• Использование лямбд по-прежнему возможно, хотя они могут получить доступ только к лобковым членам.
• Параметры могут быть переданы в Deleter через вложенные классы, действующие как замыкания
• Не все std::unique_ptr экземпляры должны иметь объект, назначенный им (например, вполне допустимо оставлять ненужные средства удаления установленными на nullptr)
• Изменение поведения во время выполнения просто вопрос вызова reset() или же release()
• Основываясь на том, как вы строите свой стек, можно во время компиляции изменить гарантии безопасности для объекта, когда область действия std::unique_ptr (ы) выйти за рамки

Наконец, используя Boost.ScopeExit вы можете перенаправлять вызовы вспомогательной функции или использовать условные Boost.ScopeExit документы предлагают с bool commit = ...;, Что-то похожее:

#include <iostream>
#include <boost/scope_exit.hpp>

int main() {
  bool commitVar1 = false;
  bool commitVar2 = false;
  BOOST_SCOPE_EXIT_ALL(&) {
    if (commitVar1)
      std::cout << "Committing var1\n"
    if (commitVar2)
      std::cout << "Committing var2\n"
  };
  commitVar1 = true;
}

и в этом нет ничего плохого, но, как было задано в первоначальном вопросе, как вы делитесь кодом, не передавая вызов в другом месте? использование std::unique_ptr Deleters as ScopeExitVisitors,