這個函數應該返回什么類型的對象？

Question

考慮這個課程：

class Widget
{
    Widget::Widget();
    bool initialize();
}

Widget具有以下特征：

1. 必須調用initialize()才能完全構造
2. initialize()可能會失敗
3. initialize()很貴

鑒於此，我在工廠函數中封裝創建，它始終返回相同的Widget實例：

Widget* widget() {
    static auto w = new Widget;
    static auto initialized = false;

    if (!initialized) {
        if (!w->initialize()) {
            return nullptr;
        }
        initialized = true;
    }

    return w;
}

widget()的返回類型應該是什么？

特別是，我想以某種方式明確表示返回的Widget的生命周期將超過任何調用者，但不會引用內部實現。

1. 返回一個原始指針並添加一條注釋，指出“返回的指針指向一個具有靜態存儲持續時間的對象，該對象在程序結束前不會被刪除”。 這很簡單，但不能自我記錄。
2. 返回std::shared_ptr<Widget> 。 這是自我記錄的，但我不喜歡它會引入完全不必要的引用計數開銷。
3. 使用自操作的自定義刪除函數返回std::unique_ptr<Widget> 。 如果調用者將其轉換為shared_ptr我認為這與＃2具有相同的感知問題。

Answer 1

我投票支持：

boost::optional<Widget&> widget() {
    static Widget w; // no reason for this to be a pointer
    static bool initialized = false;

    if (!initialized) {
        if (!w.initialize()) {
            return boost::none;
        }
        initialized = true;
    }

    return w;
}

它清楚地表明調用者沒有以任何方式擁有Widget ，不必擔心調用者delete Widget ，並且可以清楚調用是否成功。

Answer 2

在這里做正確的事情不是原始指針嗎？ 它已經表達了限制。 它可能會失敗（通過返回nullptr），並且由於它沒有對指針做出任何承諾，因此調用者無法安全地將其刪除。 你得到一個原始指針，你不能假設你被允許做出有關指向對象生命周期的任何陳述。

Answer 3

Herb Sutter在這種情況下的推薦（第4項http://herbsutter.com/2013/05/30/gotw-90-solution-factories/ ）是返回optional 。

函數可能返回指針可能還有一個原因，即返回nullptr以指示無法生成對象。 通常，如果我們無法加載窗口小部件，最好拋出異常來報告錯誤。 但是，如果無法加載窗口小部件是正常操作並且不應該被視為錯誤，則返回一個可選項，並且如果不需要報告其他類型的錯誤，則可能使工廠無法通過返回空的可選項進行良好通信。

Answer 4

正如其他人所指出的，如果工廠只生產一件產品，那么工廠也許不是正確的術語。 這似乎是一個單身人士。

考慮到：

• 我們將只創建一個Widget實例
• 該實例將在第一次有人要求時構建（如果有的話）
• 該實例將一直存在，直到程序結束，然后應該銷毀
• 沒有人應該刪除該實例

我會嘗試這樣的事情：

class Widget {
public:
    static Widget& Instance() {
        static Widget w{};
        return w;
    }

private:
    Widget() {
        // Expensive construction
    }
    Widget(const Widget&) = delete; // avoid copy

};

Answer 5

為了使生命周期和所有權更清晰，我將使用Singleton模式的約定，並使您的函數成為Widget類上的靜態getInstance函數。

class Widget {
  bool initialize();
 public:
  static Widget* getInstance() {
    static Widget w;
    static bool initialized = false;

    if (!initialized) {
      if (!w.initialize()) {
         return nullptr;
      }
      initialized = true;
    }
    return &w;
  }
};

我認為原始指針返回類型記錄了調用者不應該獲得所有權的事實，它可能為null。