Симуляция блока try-finally в С++ с помощью макросов

читайте также по теме: Вариант на RSDN

Применение аппарата исключений очень полезно при написании устойчивого кода, потребляющего в своей работе различные ресурсы (динамическая память, файлы и т.п.). В случае возникновения критической ситуации и невозможности дальнейшего продолжения работы устойчивый код должен корректно освободить занимаемые им ресурсы. Использование семантики значений или умных указателей (для ссылочной семантики) позволяет проектировать классы и алгоритмы, устойчивые к исключительным ситуациям. Использование макросов может дать быстрый результат, но детальное изучение не позволяет считать такое решение промышленно приемлемым.

Контроль освобождения ресурсов

Рассмотрим пример фрагмента кода, который захватывает ресурсы и обращается к критической функции.

void critical ( char*, int );

int   numread;
char* buffer (NULL); // инициализация для детектирования возможных изменений
int   fd     (-1);   // ... аналогично
try
{
    buffer = new char[256];
    fd = open ( "data", "r" );     // открываем файл и читаем по 256 символов
    while ( 0 < ( numread = read ( fd, buffer, 256 ) ) )
    {
        critical ( buffer, numread );  // вызов критической функции
    }
}
catch ( ... )
{
    if ( 0 < fd ) close ( fd );    // освобождение ресурсов
    if ( buffer ) delete[] buffer; // ... аналогично
    throw;                         // делегирование исключения внешнему обработчику
}
if ( 0 < fd ) close ( fd );        // освобождение ресурсов
if ( buffer ) delete[] buffer;     // ... аналогично',

В этом примере видно, что операции по освобождению ресурсов повторяются два раза: при нормальном ходе выполнения и при возникновении критической ситуации. В некоторые языки программирования для такого случая была введена конструкция вида try-finally, в которой секция finally выполнялась обязательно, как при возникновении исключений, так и при нормальном ходе выполнения программы. Поскольку в языке C++ такой конструкции явно не присутствует, мы можем попытаться описать её самостоятельно, прибегая к помощи макропрепроцессора:

#define finally(Saver) \
catch ( ... ) \
{ \
  Saver \
  throw; \
} \
Saver

Тогда вышеприведенный код можно будет записать следующим образом:

char* buffer (NULL);
int   fd (-1), numread;
try
{
    buffer = new char [256];
    fd = open ( "data", "r" );         // открываем файл и читаем по 256 символов
    while ( 0 < ( numread = read ( fd, buffer, 256 ) ) )
    {
        critical ( buffer, numread );  // вызов критической функции
    }
}
finally (   // код освобождения ресурсов помещён в круглые скобки, так как
    if ( 0 < fd ) close ( fd );        // он является текстовым параметром макроса
    if ( buffer ) delete[] buffer;
)

К недостаткам подобного решения, не позволяющим применять его в промышленных масштабах, следует отнести:

Досрочный выход из защищённого блока с помощью оператора return не обеспечивает обязательное выполнение блока финализации. Отсутствует реализация котроля выхода из области видимости.
Код финализации не может тектстуально содержать запятые, так как запятые будут играть роль разделителя параметров макроса.
Теряется возможность пошаговой отладки операторов кода финализации.

Более корректным с точки зрения языка способом является использование «стражей», специальных классов, которые следят за жизненным циклом объектов.

19 марта 2004—15 февраля 2005

Максим Проскурня