Неведущие указатели
Парадигма нивидимых указателей реализуется как для ведущих, так и неведущих указателей. От того, какое решение будет принято на стадии дизайна, зависят и способы решения некоторых проблем. Ниже приведены некоторые подробности реализации неведущих указателей.
Копирование
Клиент не может копировать указатель нормальными средствами, поскольку он не знает его настоящего класса. Зато хорошо подходят средства, описанные в предыдущей главе (в особенности копирование объектов с помощью специального виртуального варианта make-функции). Для неведущих указателей достаточно просто скопировать адрес указываемого объекта.
class Foo {
private:
Foo(const Foo&) {}
public:
virtual Foo* makeClone(); // Копирование
};
// В файле foo.cpp
class PFoo : public Foo {
private:
Foo* foo;
public:
PFoo(Foo* f) : foo(f) {}
virtual Foo* makeClone() { return new PFoo(foo); }
};
Foo* Foo::makeClone()
{
return NULL; // Несущественно для всего, кроме указателей
}
Реализация функции makeClone() необходима только для класса указателя. По этой причине, чтобы каждому производному классу не пришлось ее переопределять, в класс-предок включается заглушка.
Присваивание
Разумеется, если не принять специальных мер, оператор = тоже не будет работать, поскольку клиент не знает фактический тип указателя. Так как мы имеем дело с неведущими указателями, операция присваивания стоит согласовать с копированием - то есть присваивание должно затрагивать только указатель, но не указываемый объект. Как и в случае копирования, это нетрудно реализовать - достаточно создать виртуальный оператор = для указателя и заглушку для указываемого объекта.
class Foo {
public:
virtual Foo& operator=(const Foo&);
};
// В файле foo.cpp
class PFoo : public Foo {
private:
Foo* foo;
public:
virtual Foo& operator=(const Foo& f)
{
foo = f.foo;
return *this;
}
};
Foo& Foo::operator=(const Foo&)
{
return *this;
}
Сборка мусора: взгляд в будущее
Поскольку производные классы инкапсулированы, применение неведущих указателей подводит нас к серьезной проблеме дизайна: как узнать, когда нужно удалять указываемый объект? В главах, посвященных управлению памятью, мы серьезно займемся этой проблемой, а пока я лишь в общих чертах опишу две базовые стратегии:
1. В указываемый объект включается счетчик, который показывает, сколько указателей ссылается на него в данный момент. Когда состояние счетчика изменяется с 1 на 0, объект должен удалять себя.
2. Реализуется схема сборки мусора, которая позволяет найти все указатели и указываемые объекты. Мы помечаем все указываемые объекты, на которые ссылается хотя бы один указатель, а затем удаляем все непомеченные указываемые объекты.
Подсчет ссылок используется не так часто, но наша задача прямо-таки создана для него. Сборка мусора - тема, над которой нам предстоит основательно поразмыслить в главе 16.