RAII 和未初始化的值

Question

只是一个简单的问题：

如果我有一个简单的向量类：

class Vector
{
public:
  float x;
  float y;
  float z;
};

RAII 概念也适用于此吗？ 即提供一个构造函数将所有值初始化为某些值（以防止使用未初始化的值）。

编辑或提供一个构造函数，明确要求用户在对象被实体化之前初始化成员变量。

即

class Vector
{
public:
  float x;
  float y;
  float z;
public:
  Vector( float x_, float y_, float z_ )
    : x( x_ ), y( y_ ), z( z_ )
  { // Code to check pre-condition; }
};

是否应该使用 RAII 来帮助程序员在使用该值之前忘记初始化该值，或者这是开发人员的责任？

或者说这是看待 RAII 的错误方式？

我故意让这个例子变得简单得可笑。 我真正的问题是回答，例如，一个复合类，例如：

class VectorField
{
public:
  Vector top;
  Vector bottom;
  Vector back;

  // a lot more!
};

如您所见...如果我必须编写一个构造函数来初始化每个成员，那就非常乏味了。

想法？

Answer 1

RAII 中的“R”代表资源。 并非一切都是资源。

许多类（例如 std::vector）都是自初始化的。 你不需要担心这些。

POD 类型不会自初始化，因此将它们初始化为一些有用的值是有意义的。

Answer 2

由于 Vector 类中的字段是内置类型，为了确保它们被初始化，您必须在构造函数中执行此操作：

class Vector
{
public:
  float x;
  float y;
  float z;

  Vector() : x(0.0), y( 0.0), z( 0.0) {}
};

现在，如果您的字段是正确编写的类，它们应该自行自动初始化（并在必要时进行清理）。

在某种程度上，这与 RAII 相似且相关，因为 RAII 意味着资源（内存、句柄等）由对象自动获取和清理。

Answer 3

我不会说 RAII 在这里适用。 记住这些字母代表什么：资源获取就是初始化。 您在这里没有获取任何资源，因此 RAII 不适用。

您可以为 Vector 提供默认构造函数； 这将消除您显式初始化 VectorField 的所有成员的需要。 编译器会插入代码来为您执行此操作。

Answer 4

当您需要执行显式清理，并且希望在隐式清理另一个对象的同时进行该清理时，可以使用 RAII 模式。 内存分配/释放、临界区进入/退出、数据库连接等都可能发生这种情况。在您的示例中，“浮动”会自动清除，因此您无需担心它们。 但是，假设您调用了以下函数来获取向量：

Vector* getMeAVector() {
    Vector *v = new Vector();
    // do something
    return v;
}

并假设调用者有责任删除返回的向量。 如果您按以下方式调用此代码：

Vector *v = getMeAVector();
// do some stuff with v
delete v;

您必须记住释放向量。 如果“东西”是一长段代码，可能会引发异常，或者其中有一堆 return 语句，那么您必须在每个退出点释放向量。 即使您这样做，通过添加另一个“返回”语句或调用某些引发异常的库来维护代码的人也可能不会这样做。 相反，您可以编写这样的类：

class AutoVector
{
        Vector *v_;
    public:
        AutoVector(Vector *v) : v_(v) {}
        ~AutoVector() { delete v_; }
};

然后，您可以像这样获取向量：

Vector *v = getMeAVector();
AutoVector av(v);
// do lots of complicated stuff including throwing exceptions, multiple returns, etc.

然后您不必再担心删除向量，因为当 av 超出范围时，它会被自动删除。 如果您愿意，您也可以编写一个小宏来使“AutoVector av(v)”语法变得更好一点。

这是一个有点做作的例子，但是如果周围的代码很复杂，或者它可以抛出异常，或者有人在中间添加了一个“return”语句，那么“AutoVector”将释放内存就很好了自动地。

您可以对“auto”类执行相同的操作，该类进入其 ctor 中的关键部分并退出其 dtor 等。

Answer 5

如果您不编写构造函数，编译器将为您生成一个默认构造函数，并将这些值设置为默认值（未初始化的值）。 自己提供一个默认构造函数并初始化值，这将是您执行此操作的最佳方法。 我认为这样做并不太复杂。 别太懒了:-)