结合C++智能指针聊聊观察者模式

0. 问题

问题是这样,三个类A,B,C。AC都有指针指向同一个B类对象,C类可以回收了刚刚生成的B类对象的内存,A类应该对这个指针进行如何操作,才能确保使用该指针时不会产生野指针问题发生未定义结果?

这是前两天面试的时候面试官问我的问题,当时忘了询问解决方案,我当时的回答时使用智能指针或者进行内存分配管理避免这种情况的发生,但是面试官要求情况就是这样不用智能指针单纯这样情形下如何如何解决,我在网上也没有找到类似的解决方案,所以来请教一下各位大佬这种情况应当如何解决。

 题外话

我一直觉得 std::shared_ptr 得有一个 单线程 特化版本。

本来, std::weak_ptr 和 std::shared_ptr 天然构造 了一对观察者和被观察者,可是,为了支持并发安全,std::shared_ptr 带上了锁,性能代价一下子变大,于是,C++程序员只能闲着就自己搞观察者模式了……

我记得  boost.asio 就有类似的设计:为 io_context (以前的 io_service) 单线程运行特化一个性能版本:

explicit io_context(int concurrency_hint); // 为1时,内部凡需锁操作,都会跳过

估计是因为后面才加入的逻辑,所以没有走类型特化。显然,这里用特化,性能更好,并且会更安全(比如:不会允许将单线程版本下的指针和多线程下的指针互相赋值)。

自己依据业务需要实现观察者模式,当然功能更强大,比如“偷窥/观察”的内容可能五花八门——但是,在C++的指针应用中,真的有大量大量大量情况,我们需要“偷窥/观察”的事情,就一件事:

那个对象它死了没?那个对象它死了没??那个对象它死了没???没死我就继续搞,死了?那就这样吧,我放弃。

这种情景需求太常见太常见,以致C++程序员在这种情景下发生的典型错误 ,叫有个术语:“悬挂指针 / Dangling pointer”。

再说一次:本来 shared_ptr/weak_ptr 就可以完美的帮助C++程序员大量的此类工作,可是因为性能原因,不敢用了。

另,std::expiermental 里倒是有一个 observer_ptr<T>, std::experimental::observer_ptr - cppreference.com。它有它的价值,但它只有观察者,是被观察的对象不知情的情况下的观察,所以它更准确的名字 应该叫 “ 偷窥者 / peeper_ptr<T>”。

1. 观察者模式基本概念 (通用设计)

言归正传。A 喜欢“远程”用 B,但 B 的主人是 C;于是 A 每次都得爬 C 家的墙,偷窥一眼确保 B 还是鲜活的,再回家“远程”用 B。

C 从中发现了商机。对 A 说:“别这么费力了,请注册加入我的观察者列表,这样当 B 一死,我就第一时间通知你。会费只需一年五毛。值当不?”

A :“值当!”

2. 针对题意的设计考虑 (业务定制)

C 为什么只收五毛钱的年费呢?因为 C 知道,全城有 5千万个对象,和A 一样的在偷偷观察 B 呢!一年营业额 两千五百万啊!

但是,C 也有它的烦恼:

  1. B 是自由的,万一它自行和全城的人结合怎么办?到时就没人来翻我家墙了……
  2. 同理, new 一个新B 一点不难,万一别人自己去创建B了,我还做什么生意啊?
  3. 记录五千万个观察者,这需要占用我不少资源啊!!身为奸商,我需要减少记录成本!!
  4. B一死,老子我还真得一个个通知过去,发短信要钱,发微信也很费手指啊!!!
  5. 最后,有人一年用了几千次B,有人只用一次,我却收统一的年费,这不符合商业道德。

2.1 夺取惟一生杀大权

前两个问题要一起解决 。

除非有什么特殊情况,否则,通常地,负责生的要负责死,负责死的也要负责生。一句话:私有化 B 的构造和析构,再强行逼 B 声明 C 是友元。从此 只有 C 可以生B和杀B!不怕有人抢生意了!代码如下。注意,如前所述,下面代码只能用在单线程环境下。如是多线程环境,请直接使用 shared_ptr/weak_ptr 。

#include <iostream> 
#include <memory> 
#include <list> struct B 
{ void Answer() { std::cout << "老娘我真是个万人迷!" << std::endl; } 
private: B() {}; // 生:私有化 
~B() {}; // 死:私有化 friend struct C; // 说是朋友,其实…… 
}; struct C 
{ C() : _b(new B) {} // 造B~C() { DestroyB(); } void DestroyB() // 毁B {delete _b;_b = nullptr; for (auto o : _observers) { o->Notify(); } } B* GetB() { return _b; } /// 快来注册"偷窥"俱乐部 // 
// 俱乐部 必须 有一个共同的头衔: BObserver 
// 从而能收到 B 的死亡通知 struct BObserver 
{ void virtual Notify() = 0; }; // 加入俱乐部 void Regist(BObserver* o) { // 简化,这里不去重了 if (o != nullptr) { _observers.push_back(o); } } // 退出俱乐部 void Unregist(BObserver* o) { _observers.remove(o); } private: B* _b; std::list<BObserver *> _observers; 
};struct A : C::BObserver { explicit A(B* b) : _b(b) {} // 自己造不了B,只能外面传入 void AskB() { if (!_b) { std::cout << "啊,亲爱的B,你死了!" << std::endl; return; } std::cout << "亲爱的B,自我介绍一下吧?\n"; _b->Answer(); } void Notify() override { _b = nullptr; // 没别的事,就是B死了 } B* _b = nullptr; 
}; int main() 
{ C c; // 开张啦!全城独家 A a (c.GetB()); // 来了一个客户,叫小a c.Regist(&a);  // 它办VIP卡了! a.AskB(); // 小a用户(第一次)请求消费c.DestroyB(); // 毁 a.AskB(); //小a用户再次请求消费,但此时B已死
}

「在线运行以上代码」

输出示例:

亲爱的B,自我介绍一下吧?
老娘我真是个万人迷!
啊,亲爱的B,你死了!

2.2 简化

奸商的后面三个问题,也可以一起解决 。它们是:

3. 记录五千万个观察者,这需要占用我不少资源啊……
4. B一死,老子我还真得一个个通知过去……
5. 有人一年用了几千次B,有人只用一次,我却收统一的年费……

很明显,在本例中,不管A有几个对象加入俱乐部,也不管将来有多少新的观察者类型,它们都只是想实现B活着用B,B死了放弃这样一个需求而已……

因此,我们大可不必为了观察者而观察者,奸商 C 只要控制了 B 的生死,再控制好别人只能通过它来访问到全城惟一的 B ,不就好了吗?哪里需要 std::list 来存储客户数据呢?又哪里需要在B死了以后去一一通知呢?

应该把资源,花在真正的商业逻辑。

上,所以,应该在客户每访问一次B时,就记录一下它该交的钱又增加了……

所以,砍掉 list成员,砍掉 BObserver 接口,砍掉 Regist() / Unregist(),砍掉Notify(),砍掉virtual/ override ,砍掉派生,砍掉 面向对象,砍掉设计模式……

#include <iostream>
#include <memory>struct B 
{void Answer(){std::cout << "老娘我真是个万人迷!" << std::endl;}private:B() {};~B() {};friend struct C; // 说是朋友,其实……   
};struct C 
{C() : _b(new B) {} // 造B~C() {DestroyB();} void DestroyB(){delete _b;_b = nullptr;}B* GetB() {return _b;}private:B* _b;
};struct A 
{void AskB(C & c){if (auto b = c.GetB(); !b){std::cout << "啊,亲爱的B,你死了!" << std::endl;} else{std::cout << "亲爱的B,自我介绍一下吧?\n";b->Answer(); }}
};int main()
{C c; // 开张啦!全城独家A a; // 来一个客户a.AskB(c); // c收钱啦c.DestroyB(); // 毁a.AskB(c); // c又要收钱啦……
}

3. 贤者模式

现在, 代码行数减半,逻辑也相应简单很多,因此我们可以认真看一下C,此刻的C做了什么?来看它的代码:

struct C 
{C() : _b(new B) {} // (a): 造B~C() {DestroyB();} void DestroyB(){delete _b;_b = nullptr; // (b):  _b 死后,将它置空}B* GetB() // (c): 对外开放 _b{return _b; }private:B* _b;
};

我加了 (a), (b), (c) 三个注释,C 也就做了这三件事。事实上它的用户,在使用B时,每次都主动取指针,然后每次都仍然得自行判断 是否为空。这 std::weak_ptr 对 std::shared_ptr 的观察实现很接近:weak_ptr 并不能直接使用,你得 通过lock()来升级以得到一个shared_ptr,lock() 也不一定成功,一样得判断得到是不是空指针。

  • 我们的例子
if (auto b = c.GetB())
{... // b 不为空时执行
  • weak_ptr 的例子
if (auto sp = w.lock())
{... // sp 不为空时执行

客户写这样的代码,是烦不胜烦的。所以,C 到底提供提供了什么价值呢?我们像贤者一样陷入了新的沉思……

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/44930.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

BigMarket-基础层持久化数据库

需求 工程对接数据库 图例 结构说明 app-主要用于启动&#xff0c;没有业务逻辑 domain-业务逻辑&#xff0c;如积分的兑换&#xff0c;抽奖&#xff0c; infrastructure-基础层&#xff0c;技术支持&#xff0c;数据服务数据持久化&#xff1a;MySQL&#xff0c;redis&am…

「51媒体」能否提供一份成功邀约媒体的技巧?

传媒如春雨&#xff0c;润物细无声&#xff0c;大家好&#xff0c;我是51媒体网胡老师。 媒体宣传加速季&#xff0c;100万补贴享不停&#xff0c;一手媒体资源&#xff0c;全国100城线下落地执行。详情请联系胡老师。 成功邀约媒体的技巧涉及多个方面&#xff0c;包括了解媒体…

hyperworks软件许可优化解决方案

Hyperworks软件介绍 Altair 仿真驱动设计改变了产品开发&#xff0c;使工程师能够减少设计迭代和原型测试。提升科学计算能力扩大了应用分析的机会&#xff0c;使大型设计研究能够在限定的项目时间完成。现在&#xff0c;人工智能在工程领域的应用再次改变了产品开发。基于物理…

从源码到上线:互联网医院系统与医疗陪诊APP的开发全程解析

今天&#xff0c;笔者将详细解析从源码到上线的整个开发过程&#xff0c;帮助读者了解如何构建一个功能完善、用户体验良好的互联网医院系统与医疗陪诊APP。 一、项目启动与需求分析 1、需求分析 对于互联网医院系统&#xff0c;需求通常包括预约挂号、在线问诊、电子处方、…

Figma中文网?比Figma更懂你的神秘网站!

Figma奠定了在线UI设计工具的基本形式&#xff0c;许多国内设计师都在使用Figma。在本文中&#xff0c;我们将解密国内大型设计师使用的Figma灵魂合作伙伴&#xff0c;被称为Figma中文网络的即时设计资源社区。Figma中文网络UI设计工具的魅力是什么&#xff1f;让我们一起看看吧…

Java版Flink使用指南——将消息写入到RabbitMQ的队列中

大纲 新建工程新增依赖 编码自动产生数据写入RabbitMQ 测试工程代码 在 《Java版Flink使用指南——从RabbitMQ中队列中接入消息流》一文中&#xff0c;我们介绍了如何使用Java在Flink中读取RabbitMQ中的数据&#xff0c;并将其写入日志中。本文将通过代码产生一些数据&#xf…

JAVA PaddleOCR 部署

因为需要python环境&#xff0c;不熟悉py的人很痛苦&#xff0c;就和nodejs一样&#xff0c;报什么多&#xff0c;也不知道怎么解决,我也是研究了好几天&#xff0c;才部署成功了基于cpu模式的服务&#xff0c;看官方文档也没看明白什么&#xff0c;大家都在吐槽百度的文档&…

stm32实现软件spi

Driver_SPI.c #include "Driver_SPI.h"void Driver_SPI_Init(void) {/* 1. 开启GPIO时钟 PA和PC*/RCC->APB2ENR | (RCC_APB2ENR_IOPCEN | RCC_APB2ENR_IOPAEN);/* 2. 设置引脚的工作模式 *//* 2.1 cs: 推挽输出 PC13* CNF00 MODE11 */GPIOC->CRH & ~GPIO…

N32G45XVL-STB之lvgl的应用实例

目录 概述 1 硬件介绍 1.1 ST7796-LCD 1.2 MCU IO与LCD PIN对应关系 1.3 MCU IO与Touch PIN对应关系 2 N32G45x移植 LVGL 2.1 移植步骤 2.2 注意点 2.2.1 UI刷新函数 2.2.2 主函数中调用 3 LVGL的应用Demo 3.1 功能描述 3.2 代码实现 3.3 测试 N32G45XVL-STB之lv…

基于RK3588的NPU案例分享!6T是真的强!

RK3588 NPU简介 作为瑞芯微新一代旗舰工业处理器&#xff0c;RK3588 NPU性能可谓十分强大&#xff0c;6TOPS设计能够实现高效的神经网络推理计算。这使得RK3588在图像识别、语音识别、自然语言处理等人工智能领域有着极高的性能表现。 此外&#xff0c;RK3588的NPU还支持多种…

JDK-CompletableFuture

归档 GitHub: JDK-CompletableFuture 使用示例 https://github.com/zengxf/small-frame-demo/blob/master/jdk-demo/simple-demo/src/main/java/test/new_features/jdk1_8/juc/TestCompletableFuture.java基础方法使用测试&#xff1a;testThenApply2() JDK 版本 openjdk …

C# 异步编程Invoke、beginInvoke、endInvoke的用法和作用

C# 异步编程Invoke、beginInvoke、endInvoke的用法和作用 一、Invoke Invoke的本质只是一个方法&#xff0c;方法一定是要通过对象来调用的。 一般来说&#xff0c;Invoke其实用法只有两种情况&#xff1a; Control的Invoke Delegate的Invoke 也就是说&#xff0c;Invoke前…

C++:创建线程

在C中创建线程&#xff0c;最直接的方式是使用C11标准引入的<thread>库。这个库提供了std::thread类&#xff0c;使得线程的创建和管理变得简单直接。 以下是一个简单的示例&#xff0c;展示了如何在C中使用std::thread来创建和启动线程&#xff1a; 示例1&#xff1a;…

Python基础教学之五:异常处理与文件操作——让程序更健壮

Python基础教学之五&#xff1a;异常处理与文件操作——让程序更健壮 一、异常处理概念 1. 理解异常 异常是程序运行中发生的错误或意外情况&#xff0c;比如除以零、访问不存在的列表元素等。如果不进行处理&#xff0c;异常会导致程序终止运行。在编程过程中&#xff0c;我…

【YOLOv8】 用YOLOv8实现数字式工业仪表智能读数(二)

上一篇圆形表盘指针式仪表的项目受到很多人的关注&#xff0c;咱们一鼓作气&#xff0c;把数字式工业仪表的智能读数也研究一下。本篇主要讲如何用YOLOV8实现数字式工业仪表的自动读数&#xff0c;并将读数结果进行输出&#xff0c;若需要完整数据集和源代码可以私信。 目录 &…

android 消除内部保存的数据

在Android中&#xff0c;有多种方式可以消除应用内部保存的数据。这些数据可能存储在SharedPreferences、SQLite数据库、文件&#xff08;包括缓存文件&#xff09;或Content Providers中。以下是几种常见的方法来消除这些数据&#xff1a; SharedPreferences&#xff1a; 要删…

Spring AOP的几种实现方式

1.通过注解实现 1.1导入依赖 <dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-aop</artifactId><version>5.1.6.RELEASE</version></dependency> 1.2定义注解 import java.lang.annotation.*;Targ…

初识Laravel(Laravel的项目搭建)

初识Laravel&#xff08;Laravel的项目搭建&#xff09; 一、项目简单搭建&#xff08;laravel&#xff09;1.首先我们确保使用国内的 Composer 加速镜像&#xff08;[加速原理](https://learnku.com/php/wikis/30594)&#xff09;&#xff1a;2.新建一个名为 Laravel 的项目&a…

简过网:“三支一扶”这些政策你知道吗?

你好小编&#xff0c;我最近打算备考三支一扶&#xff0c;能介绍一些关于三支一扶的相关知识吗&#xff1f; 为了让大家更好的了解三支一扶&#xff0c;下面这篇文章&#xff0c;小编以问答的方式给大家介绍&#xff0c;希望能够帮助到你&#xff01; 1、什么是三支一扶&#…

电脑 DNS 缓存是什么?如何清除?

DNS&#xff08;Domain Name System&#xff0c;域名系统&#xff09;是互联网的重要组成部分&#xff0c;负责将人类易记的域名转换为机器可读的 IP 地址&#xff0c;从而实现网络通信。DNS 缓存是 DNS 系统中的一个关键机制&#xff0c;通过临时存储已解析的域名信息&#xf…