【C++深度剖析教程4】C++的二阶构造模式

今天学习的是C++中的二阶构造模式，二阶构造模式只是设计模式中的简单的模式，是一种软件设计的方法，并没有我们想象的那么高深，设计模式也是一样，只不过是一系列的设计方法，只要我们懂得了原理，那么一切都是相通的。

回顾：构造函数的回顾

关于构造函数：

类的构造函数用于对象的初始化
构造函数与类同名并且没有返回值
构造函数在对象定义时自动被调用

问题：

1.如何判断构造函数的执行结果？
2.在构造函数中执行return语句会发生什么？
3.构造函数执行结束是否意味着对象构造成功？

下面我们以码实例来分析问题：

#include <stdio.h>class Test
{int mi;int mj;
public:Test(int i, int j){mi = i;mj = j;}int getI(){return mi;}int getJ(){return mj;}
};int main()
{  Test t1(1, 2);printf("t1.mi = %d\n", t1.getI());printf("t1.mj = %d\n", t1.getJ());return 0;
}

这就是一个普普通通的代码，用来初始化两个变量的。编译输出结果为：

t1.mi = 1
t1.mj = 2

现在我在构造函数中加一个return语句如下：

#include <stdio.h>class Test
{int mi;int mj;
public:Test(int i, int j){mi = i;return;mj = j;}int getI(){return mi;}int getJ(){return mj;}
};int main()
{  Test t1(1, 2);printf("t1.mi = %d\n", t1.getI());printf("t1.mj = %d\n", t1.getJ());return 0;
}

执行结果为：

t1.mi = 1
t1.mj = 2527220

很显然mj变成了一个随机数，那么说明构造函数在构造对象t1时，执行到return语句后就返回了，并没有继续执行，那么到底是不是这样的呢？我们来做一个试验就知道了，添加一个bool型变量来判断构造函数执行到哪里去了，代码如下：

#include <stdio.h>class Test
{int mi;int mj;bool mStatus;public:Test(int i,int j) : mStatus(false){mi = i;return;mj = j;mStatus = true;}int getI(){return mi;}int getJ(){return mj;}int status(){return mStatus;}
};
int main()
{Test t1(1,2);if(t1.status()){printf("t1.mi = %d\n", t1.getI());printf("t1.mj = %d\n", t1.getJ());}   return 0;
}

编译执行后，没有输出结果，说明构造函数没有将对象初始化完成。
由此我们可以得出几条结论：

构造函数：

只提供自动初始化成员变量的机会
不能保证初始化逻辑一定成功
执行return 语句后构造函数立即结束

从而我们知道，构造函数能决定的只是对象的初始状态，而不是对象的诞生！！！，上面的代码我们加了return语句后，t1这个对象就没有真正的被完全构造，所以不能正常使用这个对象。

这样的对象，我们叫它：半成品对象.

半成品对象的概念：

初始化操作不能按照预期完成二得到的对象
半成品对象是合法的C++对象，但是同时它也是Bug的重要来源

一般企业中最难以调试的Bug，一是野指针（后面文章会写），其次就是这个半成品对象带来的Bug。

二阶构造

那么我们该如何避免这样的Bug呢？下面就引出二阶构造的含义：

工程开发中的构造过程可分为
- 资源无关的初始化操作
  *不可能出现异常情况的操作
- 需要使用系统资源的操作
  *可能出现异常情况，如：内存申请，访问文件

二阶构造大体流程：
在这里插入图片描述
实例代码如下：

#include <stdio.h>class TwoPhaseCons 
{
private:TwoPhaseCons() // 第一阶段构造函数{   }bool construct() // 第二阶段构造函数{ return true; }
public:static TwoPhaseCons* NewInstance(); // 对象创建函数
};TwoPhaseCons* TwoPhaseCons::NewInstance() 
{TwoPhaseCons* ret = new TwoPhaseCons();// 若第二阶段构造失败，返回 NULL    if( !(ret && ret->construct()) ) {delete ret;ret = NULL;}return ret;
}int main()
{TwoPhaseCons* obj = TwoPhaseCons::NewInstance();printf("obj = %p\n", obj);delete obj;return 0;
}

我们来分析一下以上代码：
二阶构造示例：

class TwoPhaseCons 
{
private:TwoPhaseCons() // 第一阶段构造函数{   }bool construct() // 第二阶段构造函数{ return true; }
public:static TwoPhaseCons* NewInstance(); // 对象创建函数
};

第一阶段构造函数与第二阶段构造函数放到private里面了，外部无法调用。
但是在public中，定义的是static 型的NewInstance函数，返回TwoPhaseCons类型的对象，那么通过它就可以调用private里面的构造函数。例如在NewInstance函数里可以有如下代码： TwoPhaseCons* ret = new TwoPhaseCons();，因为处于NewInstance内部，所以它可以调用构造函数。

TwoPhaseCons* TwoPhaseCons::NewInstance() 
{TwoPhaseCons* ret = new TwoPhaseCons();// 若第二阶段构造失败，返回 NULL    if( !(ret && ret->construct()) ) {delete ret;ret = NULL;}return ret;
}

TwoPhaseCons* ret = new TwoPhaseCons()；//调用第一阶段的构造函数，做一些初始化操作，不会引起异常的操作

通过判断语句：if( !(ret && ret->construct()) ) 可以判断两个阶段的构造过程是否都没有错误。

而在main函数中有一句话：TwoPhaseCons* obj = TwoPhaseCons::NewInstance();这是调用NewInstance()函数创建obj 对象，因为构造函数TwoPhaseCons为private类型，所以想创建对象，必须用public中的静态创建函数：static TwoPhaseCons* NewInstance(); // 对象创建函数而不能像之前那样直接用构造函数创建对象了如：TwoPhaseCons obj；

上面的程序的运行结果为：
obj = 0x8a0d008

这说明，我们在上面合法的创建看了对象obj。

同时我们也可以看出，用了二阶构造模式后，对象只能在堆空间上进行构造而不能在栈空间上构造，这样好么？答案是肯定的，因为工程上的对象往往是巨大的，一般都会放到堆空间上进行构造。

总结：