C++實現(xiàn)defer聲明方法詳解

更新時間：2022年11月16日 11:43:21 作者：程序員~彭國慶

這篇文章主要介紹了C++實現(xiàn)defer聲明，在和朋友交談時候，無意間了解到Go語言的defer，發(fā)現(xiàn)挺有意思的。和智能指針類似，當出了作用域后，被defer修飾的操作才會執(zhí)行

一、前言

在Go 語言里面有一個 defer 聲明, 它的作用是將函數(shù)調用保存在列表中, 函數(shù)返回時依次調用列表中的函數(shù)。

之前實現(xiàn)簡易版的智能指針文章中指出, 智能指針內部就是利用的 RAII特點, 將對象的聲明周期使用棧來管理。因此可以借鑒 Go語言中的 defer邏輯, 然后結合RAII的特點來實現(xiàn)一個 C++ 版本的 defer, 依次來實現(xiàn)在當前作用域內必須要調用的函數(shù)。

關于離開作用域時某些函數(shù)必須調用的一個經典例子就是文件的關閉, 如下：

	FILE *file = fopen("readme.ext", "rb");
	if (file == NULL) 
	{
		return;
	}
	if (caseOne)
	 {
		// dosomething
		fclose(file); // 必須手動關閉文件
		return;
	}
	//caseTwo
	//dosomething
	fclose(file);     // 必須手動關閉文件
	return;

這種情況下需要顯示的在多個 return 的之前調用 fclose(file)關閉文件, 一方面維護的時候可能會忘記關閉文件, 而且代碼看起來也不夠簡潔。熟悉 RAII 技術后, 常用的方式是實現(xiàn)一個相關 scope 類封裝, 在文件開發(fā)成功后將 FILE 句柄傳入構造函數(shù)，在離開作用域時利用棧資源銷毀調用 scope 類的析構函數(shù) 關閉文件。這當前時一種解決方案, 但是每當遇到一個這種場景時就需要手動封裝一個相關的 scope 類。所以需要一個類似 defer的東西方便使用。

二、實現(xiàn)

2.1 相關技術

①編譯器類型自動推導;

②Lambda表達式(仿函數(shù));

③RAII;

④轉發(fā)引用

2.2 實現(xiàn)

對函數(shù)調用只需要一次, 所以需要類似 unique_ptr的方式, 管理仿函數(shù)對象的類只能被移動, 不能被拷貝和賦值,聲明如下：

public:
	inline CXDeferImpl(const Functor& functor);
	inline CXDeferImpl(Functor&& functor);
	inline CXDeferImpl(CXDeferImpl&& another);
	inline ~CXDeferImpl();
private:
	//不允許拷貝, 賦值
	CXDeferImpl(const CXDeferImpl& another)			  = delete;
	CXDeferImpl operator=(const CXDeferImpl& another) = delete;
	CXDeferImpl operator=(CXDeferImpl&& another)	  = delete;

類成員只需要一個仿函數(shù)對象和一個是否有效的標志：

private:
Functor m_func;
bool m_valid;

2.3 對外接口

以宏的方式對外提供調用, 利用 Lambda表達式封裝需要調用的函數(shù),畢竟它的內部就是一個實現(xiàn)仿函數(shù)的類，再讓編譯器自動推導 Lambda 類型來構造一個 CXDeferImpl實例, 每次 defer() 聲明都創(chuàng)建一個對象 CXDeferImpl。

#define CONCAT_(a, b, c) a##b##c
#define CONCAT(a, b, c)  CONCAT_(a, b, c)
#define defer(x) \
  auto CONCAT(defer_, __LINE__, __COUNTER__) = MakeDeferIns([&]{x;})

三、測試

當然是是用萬能并且經典的 “Hello world!” 了, 哈哈哈。測試其離開作用域時能不能完整的輸出的 “Hello world!”, 代碼如下:

void TestDefer()
{
  defer(cout<<"world!"<<endl);
  cout<<"Hello ";
}
void TestDefer2()
{
  {
      defer(TestDefer());
      cout<<"Test defer in scope"<<endl;
  }
  cout << "Test defer are ok?" << endl;
  defer(cout<<"TestDefer2"<<endl);
}
void TestDefer3(int a)
{
  {
      defer(cout << "test param func " << a << endl);
  }
  defer(cout << "TestDefer3" << endl);
}
int main()
{
  TestDefer2();
  TestDefer3(100);

  return 0;
}

輸出如下: