与其他类成员一样的依赖类

Question

我有一个类 B，需要构造类 A 的实例：

class B
{
    B(A* a); // there is no default constructor
};

现在我想创建一个包含 B 作为成员的类，所以我还需要添加 A 作为成员并将其提供给 B 的构造函数：

class C
{
    C() : a(), b(&a) {}
    A a; // 1. initialized as a()
    B b; // 2. initialized as b(&a) - OK
};

但问题是，如果有人偶尔更改变量的顺序定义在类中，它会破坏

class C
{
    C() : a(), b(&a) {}
    B b; // 1. initialized as b(&a) while "a" uninitialized
    A a; // too late...
};

有没有一个好的方法可以解决这个问题而不修改类A和B？谢谢。

Answer 1

有没有好的方法可以在不修改 A 类和 B 类的情况下解决这个问题？

打开编译器警告；对于 gcc，这是 -Wreorder（包含在 -Wall 中）：

cc1plus: warnings being treated as errors
t.cpp: In constructor 'A::A()':
Line 3: warning: 'A::y' will be initialized after
Line 3: warning:   'int A::x'
Line 2: warning:   when initialized here

或者，使用类似 lint 的工具来检测它。

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但问题是，如果有人偶尔改变类中变量定义的顺序……

他们为什么要这样做呢？我怀疑您对可能发生的事情过于担心。即便如此，您也可以在课堂上发表评论：

A a;  // Must be listed before member 'b'!
B b;

不要低估恰到好处的评论的力量。 :) 然后让那些故意忽视他们的人得到他们应得的；毕竟你使用的是 C++。

Answer 2

使用著名的 C++ 习惯用法 Base-from-Member 来解决这个问题。

将基类定义为，

class C_Base
{
    A a; //moved `A a` to the base class!
    C_Base() : a() {}
};

class C : public C_Base
{
    C() : b(&a) {}
    B b; // 1. initialized as b(&a) while "a" uninitialized
    //A a; // too late...
};

现在，a 保证在 b 之前初始化。

Answer 3

将 b 存储在 unique_ptr 中，并将其设置在主体中，而不是初始值设定项列表中：

class C
{
    C() :a() {
        b = std::unique_ptr<B>(new B(&a));
    }
    A a;
    std::unique_ptr<B> b;
};

Answer 4

一种选择是不显式存储 A，而是使用动态分配来创建一个新的 A 来存储在 B 中：

class C {
public:
       C() : b(new A) {
           // handled in initialization list
       }
private:
       B b;
};

由于这保证了 A 在 B 之前创建，因此应该可以防止此问题发生。

Answer 5

问题是你用第三个例子是搬起石头砸自己的脚。在 C++ 中，类/结构中成员变量的顺序很重要。无论您如何解决特定问题，如果由于类设计/成员布局不佳而将未初始化的数据传递给构造函数，您将使用未初始化的数据，并可能获得未定义的行为，具体取决于适当的代码类型。

为了解决您的特定示例，如果 B 确实需要 A 并且关系是一对一的，为什么不创建一个新类 AB ，它具有按正确的顺序创建 A 对象和 B 对象，并将 A 的地址传递给 B。也就是说：

class AB
{
public:
  AB():b_(&a_) {}

private:
  A a_;
  B b_;
};

现在类 C 可以通过使用 AB 代替 A 和 B 来避免排序问题：

class C
{
public:
  ...
private:
  AB ab_;
};

如上所述，这当然假设 A 和 B 之间存在 1:1 关系。如果一个 A 对象可以被许多 B 对象共享，事情就会变得更加复杂。

Answer 6

我不确定您对 C 的实现和结构有多少控制权，但是是否有必要在类 C 中使用对象本身？您能否重新定义类以使用指针，然后将它们从初始化列表中移出，例如，

class C
{
   C()
   {
     a = new A;
     b = new B(a);
   }
   ~C() {delete a; delete b;}

   A* a;
   B* b;
};

这可以避免声明中的顺序问题，但会带来确保正确创建它们的新问题。另外，如果您经常创建大量 C 语言，则初始化列表会稍微快一些。