RAII +遅延初期化を実装する方法は？

Question

リソースは安全に解放されることを保証するために、 - RAIIとリソースが実際に使用された場合にのみ取得されるようなレイジー初期化の両方のデザインをC++で実装することは可能ですか？

私の考えは、レイジー初期設定として実装していますが、実際のリソース取得ではRAIIを使用しています。

業界の実践はどうですか？

Answer 1

はい、可能です。 std::optional（C++ 17またはBoost）またはunique_ptr/shared_ptrを使用してください。

（意見）optionalは、読みやすさに大きな利点があります。この値が初期化されていないことを明確にすることはできません。最初の熱心な初期化（live）で始めてみましょう：

リソースが正しく解放されていることを示すために

ofstream file("test.txt"); 
file << "no flush\n"; 

ifstream inFile("test.txt"); 
string line; 
getline(inFile, line); 
cout << line << endl; 

これ、me¹のために何を印刷しません。さんは別々のスコープ（live）への書き込みを移動してみましょう：ofstreamがclose()に破壊時にファイルが保証されているため、

{ 
    ofstream file("test.txt"); 
    file << "no flush\n"; 
} 

ifstream inFile("test.txt"); 
string line; 
getline(inFile, line); 
cout << line << endl; 

はこれ、 no flushを印刷する必要があります。 Boost.Optionalと怠惰のinit（ live）と

そして今を（何か他のものが同時にtest.txtにアクセスしていない限り）：

{ 
    boost::optional<std::ofstream> file; 

    file = ofstream("test.txt"); 
    file.get() << "no flush\n"; 
} 

ifstream inFile("test.txt"); 
string line; 
getline(inFile, line); 
cout << line << endl; 

リソースは、彼らは通常のofstreamと一緒にいたのと同じ時期にリリースされています。

¹ファイルへのアクセスがバッファリングされることは保証されませんが、これはオンラインコンパイラでも利用可能です。

Answer 2

一般的な方法は、可能な限り遅延初期化を避けることです。

レイジー初期設定スキームがある場合、オブジェクトの呼び出し元（またはユーザー）が、初期化されるオブジェクトに依存する何かを実際に初期化する前に行うことを妨げるものは何もありません。それは混乱の原因となります。

オブジェクト（またはクラス）の実装は、オブジェクトが実際に初期化されているかどうかを追跡する必要があります。そのため、クラスの実装がより複雑になります。メンバー関数がオブジェクトの初期化を忘れた場合、またはメンバー関数がオブジェクトを無効な状態にすると、カオスが発生する可能性があります。オブジェクト（またはクラス）がそれをしない場合、そのクラスを使用するコードの間違いが問題を引き起こすため、そのクラスは使用するのが難しいです。

代わりに、より一般的に使用される手法は、（1）コンストラクタがinvariant（2）メンバ関数を設定し、（3）destructorsがその不変を維持すると仮定します。

つまり、コンストラクタはオブジェクトを初期化し、メンバ関数はオブジェクトを適切な状態に保ちます。メンバ関数は、オブジェクトが呼び出されたときに有効な状態にあると仮定することができます。したがって、チェックする必要はありません。すべてのメンバ関数が、オブジェクトが返っても有効な状態にあることを保証している限り、問題はありません。

唯一の例外は、オブジェクトの存在を停止させるデストラクタです。つまり、オブジェクトを破棄した後（そのデストラクタを呼び出す）、そのオブジェクトのメンバはまったく使用されません。

発信者にとっては、簡単です。作成に必要な情報が利用できるようになるまで、オブジェクトを作成しないでください。代わりに

SomeObject object; 

// gather data needed to initialise object 

// Danger, danger: it is possible to mistakenly use object as if it is initialised here 

object.initialise(needed_data); 

// do other things with object 

//object ceases to exist (e.g. end of {} block). 

は、C++では、この

// gather data needed to initialise object 

// note that the compiler will reject using object here 

SomeObject object(needed_data); 

// do other things with object 

//object ceases to exist (e.g. end of {} block). 

を行う他の言葉では、それが必要とされるときに作成されるオブジェクトを防ぐものは何もありません。変数は、ブロックの先頭またはそのようなもので宣言されることに限定されません。