C++ on chai2010 的博客

非主流C/C++编程

Fri, 27 Jan 2017 00:00:00 +0000

enum class NewStyle {
	ONE = 200,
	TWO,
};
static auto init_enum_NewStyle = my_run_script_int(R"==(
	const varargs = [
		Module.getValue(arguments[1]+4*0, 'i32'),
		Module.getValue(arguments[1]+4*1, 'i32'),
	];
	Module.NewStyle = class {
		static get ONE(){ return varargs[0] }
		static get TWO(){ return varargs[1] }
	};
)==",
	NewStyle::ONE,
	NewStyle::TWO
);

使用Defer的几个场景

Sun, 23 Jun 2013 00:00:00 +0000

Go 语言中的 defer 语句是 UNIX 之父 Ken Thompson 大神发明的, 是完全正交的设计.

也正因为 Go 语言遵循的是正交的设计, 所以才有了: “少是指数级的多/Less is exponentially more” 的说法. 因为是正交的设计, 最终得到的组合形式是指数级的组合形式.

相反, C++的特性虽然很多, 但是很多不是正交的设计, 而只是简单的特性罗列, 所以C++的很多地方是无法达到指数级的多的组合方式的. 但是学习成本却非常高.

简单的例子就是C++的构造函数和析构函数和C语言的函数和struct完全是互斥的. 具体的例子可以参考: C++去掉构造函数会怎么样?

关于 Go 语言中 defer 语句的详细介绍请参考: Defer, Panic, and Recover .

C++ 中模拟的 defer 实现请参考: C++版的defer语句 .

这里主要是总结 defer 语句的一些使用场景.

1. 简化资源的回收

这是最常见的 defer 用法. 比如:

mu.Lock()
defer mu.Unlock()

当然, defer 也有一定的开销, 也有为了节省性能而回避使用的 defer 的:

mu.Lock()
count++
mu.Unlock()

从简化资源的释放角度看, defer 类似一个语法糖, 好像不是必须的.

2. panic异常的捕获

defer 除了用于简化资源的释放外, 还是Go语言异常框架的一个组成部分.

Go语言中, panic用于抛出异常, recover用于捕获异常. recover只能在defer语句中使用, 直接调用recover是无效的.

比如:

func main() {
    f()
    fmt.Println("Returned normally from f.")
}

func f() {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Println("Recovered in f", r)
        }
    }()
    fmt.Println("Calling g.")
    g()
    fmt.Println("Returned normally from g.")
}

func g() {
    panic("ERROR")
}

因此, 如果要捕获Go语言中函数的异常, 就离不开defer语句了.

3. 修改返回值

defer 除了用于配合 recover, 用于捕获 panic 异常外, 还可以用于在 return 之后修改函数的返回值.

比如:

func doubleSum(a, b int) (sum int) {
    defer func() {
        sum *= 2
    }()
    sum = a + b
}

当然, 这个特性应该只是 defer 的副作用, 具体在什么场景使用就要由开发者自己决定了.

4. 安全的回收资源

前面第一点提到, defer 最常见的用法是简化资源的回收. 而且, 从资源回收角度看, defer 只是一个语法糖.

其实, 也不完全是这样, 特别是在涉及到第二点提到的panic异常等因素导致goroutine提前退出时.

比如, 有一个线程安全的slice修改函数, 为了性能没有使用defer语句:

func set(mu *sync.Mutex, arr []int, i, v int) {
    mu.Lock()
    arr[i] = v
    mu.Unlock()
}

但是, 如果 i >= len(arr)的话, runtime就会抛出切片越界的异常(这里只是举例, 实际开发中不应该出现切片越界异常). 这样的话, mu.Unlock() 就没有机会被执行了.

如果用defer的话, 即使出现异常也能保证mu.Unlock()被调用:

func set(mu *sync.Mutex, arr []int, i, v int) {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    arr[i] = v
}

当然, Go语言约定异常不会跨越package边界. 因此, 调用一般函数的时候不用担心goroutine异常退出的情况.

不过对于一些比较特殊的package, 比如go test依赖的testing包, 包中的t.Fatal就是依赖了Go中类似异常的特性(准确的说是调用了runtime.Goexit()).

比如有以下的测试函数(详情请参考Issue5746):

func TestFailed(t *testing.T) {
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 2; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(id int) {
            // defer wg.Done()
            t.Fatalf("TestFailed: id = %v\n", id)
            wg.Done()
        }(i)
    }
    wg.Wait()
}

当测试失败的时候, wg.Done()将没有机会执行, 最终导致wg.Wait()死锁.

对于这个例子, 安全的做法是使用defer语句保证wg.Done()始终会被执行.

C++去掉构造函数会怎么样?

Thu, 28 Mar 2013 00:00:00 +0000

其实C++的构造函数差不多是个鸡肋: 用处不多, 但是却导致了有些不方便的地方. 如果再参考Go语言的defer语句, C++的析构函数也可以算是残废品了. 如果彻底抛弃构造函数和析构函数, 我们将会写出怎么样的C++代码呢?

兼容C语言对象

构造函数可以用一个普通函数代替(当然值容器也要改变使用方式). 比如我们可以这样将C语言的FILE对象封装为类的形式(inline方式):

// 采用C++封装C语言的FILE(inline)
// MyFile指针运行时完全等价FILE指针
struct MyFile {
    static MyFile* Open(const char* fname, const char* mode) {
        return (MyFile*)fopen(fname, mode);
    }
    inline void Close() {
        fclose((FILE*)this);
    }

    inline int Printf(const char * format, ...) {
        return fprintf((FILE*)this, format, ...);
    }
    inline int Scanf(const char * format, ...) {
        return fscanf((FILE*)this, format, ...);
    }

private:
    MyFile();
    ~MyFile();
};

需要注意的是, Open返回的虽然是FILE指针, 但是被强制转换为MyFile类的this指针了. 以C语言的角度看, MyFile*和FILE*是完全等价的.

接口和实现分离

而且没有了构造函数, 也便于接口和实现的分离:

// MyObject.h
struct MyObject {

    // 构造对象
    static MyObject* New();
    // 释放对象
    virtual void Delete()=0;

    // funxxx
    virtual void FunXXX()=0;

protected:
    MyObject(){}
    virtual ~MyObject(){}
};

// MyObject.cpp
namespace {
    struct MyObjectImpl: public MyObject {
        // ...
    }
}

MyObject* MyObject::New() {
    return new MyObjectImpl();
}

然后再结合前面提到的 C++版的defer语句就可以实现类似 MutexLocker 之类的功能了.

当然, 因为C++没有GC, 复杂环境下对象的生命周期管理还是比较麻烦的.

C++版的defer语句

Wed, 27 Mar 2013 00:00:00 +0000

Go语言的defer语句是汤普森大神的神来之笔, 非常适合于局部资源安全的延迟释放. 本文将探讨如何在C++语言中实现一个近似的defer特性.

Go语言的defer具体用法可参考:

http://golang.org/doc/articles/defer_panic_recover.html

C++版defer

一直想在C++中也能模拟类似defer的效果, 经过无数次google和尝试之后重要找到解决方法. 整理后的代码在这里:

https://github.com/chai2010/defer

基本的使用方法:

FILE* fp = fopen("foo.txt", "rt");
if(fp == NULL) return false;
defer([&](){ printf("fclose(fp)\n"); fclose(fp); });

char* buf = new char[1024];
defer([&](){ printf("delete buf\n"); delete[] buf; });

defer([](){ printf("defer a: %d\n", __LINE__); });
defer([](){ printf("defer a: %d\n", __LINE__); });
defer([](){ printf("defer a: %d\n", __LINE__); });

{
    defer([](){ printf("defer b: %d\n", __LINE__); });
    defer([](){ printf("defer b: %d\n", __LINE__); });
    defer([](){ printf("defer b: %d\n", __LINE__); });
}

defer([](){
    printf("defer c:\n");
    for(int i = 0; i < 3; ++i) {
        defer([&](){ defer([&](){
            printf("\ti = %d: begin\n", i);
            defer([&](){ printf("\ti = %d\n", i); });
            printf("\ti = %d: end\n", i);
        });});
    }
});

需要注意的地方:

defer 定义的对象在超出作用域时执行闭包函数(析构函数)
defer 定义的对象在同一个文件内部标识符不同(根据行号生成)
defer 在全局作用域使用可能会出现重名现象(行号相同)
defer 在判断语句使用可能提前执行(作用域结束时)
defer 在循环语句内使用无效(作用域结束时)
defer 和Go语言的defer并不完全等价