防止用户创建类的未命名实例[重复]答案

【问题标题】：Preventing users from creating unnamed instances of a class [duplicate]防止用户创建类的未命名实例[重复]
【发布时间】：2017-04-14 12:55:16
【问题描述】：

对于许多 RAII "guard" 类，将其实例化为匿名变量根本没有意义：

{
    std::lock_guard<std::mutex>{some_mutex};
    // Does not protect the scope!
    // The unnamed instance is immediately destroyed.
}

{
    scope_guard{[]{ cleanup(); }};
    // `cleanup()` is executed immediately!
    // The unnamed instance is immediately destroyed.
}

来自this article：

C++ 中的匿名变量具有“表达式范围”，这意味着它们在创建它们的表达式结束时被销毁。

有什么方法可以阻止用户在没有名字的情况下实例化它们？ （“阻止”可能太强了——“让它变得非常困难”也是可以接受的）。 em>

我可以想到两种可能的解决方法，但它们在使用类时会引入语法开销：

在detail 命名空间中隐藏类并提供一个宏。

namespace detail
{
    class my_guard { /* ... */ };
};

#define SOME_LIB_MY_GUARD(...) \
    detail::my_guard MY_GUARD_UNIQUE_NAME(__LINE__) {__VA_ARGS__}

这可行，但 hackish。

只允许用户通过高阶函数使用守卫。

template <typename TArgTuple, typename TF>
decltype(auto) with_guard(TArgTuple&& guardCtorArgs, TF&& f)
{
    make_from_tuple<detail::my_guard>(std::forward<TArgTuple>(guardCtorArgs));
    f();
}

用法：

with_guard(std::forward_as_tuple(some_mutex), [&]
{
    // ...
});

当保护类的初始化具有“流利”语法时，此解决方法不起作用：

{
    auto _ = guard_creator()
                 .some_setting(1)
                 .some_setting(2)
                 .create();
}

还有更好的选择吗？我可以使用 C++17 功能。

【问题讨论】：

我认为你问错了方向。 C++ 开发人员应该理解为什么lock_guard 存在，以及为什么只要它保护的范围存在，它就应该保持存在。试图通过 API 或内部实现来强制执行这一点是多余的..
@Danh：另一个问题的答案是我的“宏观”解决方法。如果我更明显地表明我正在寻找基于非宏观的解决方案，您会考虑重新提出这个问题吗？ @David：对于lock_guard 的例子，我同意。不过，我正在使用“流利的”语法进行一些非分配异步链生成，在这种情况下，拥有匿名链是很自然的。但是你仍然需要一个名字，否则链的存储很快就会死掉。它不像lock_guard那么明显，我想防止这个错误。
@VittorioRomeo 这个问题还有其他答案。而且，恕我直言，如果我们可以将所有关于此的讨论集中在一个地方，那就更好了。不管怎样，this answer 看起来很有趣
@VittorioRomeo 所以基本上，您使用的是堆栈分配版本的std::async + future::then？
“被实例化为匿名变量根本没有意义”，除非结果绑定到引用并延长生命周期。这是在 C++17 之前编写 make_lock_guard 的唯一方法。一种可能性是强制使用make_ 函数，然后将其标记为[[nodiscard]]。

标签： c++ c++17 raii

【解决方案1】：

如果能够充分利用 C++17 的潜力，您可以将使用静态工厂函数的想法扩展为有用的东西：保证复制省略使静态工厂函数即使对于不可移动的类也成为可能，并且 [ [nodiscard]] 属性提示编译器在返回值被忽略时发出警告。

class [[nodiscard]] Guard {
  public:
    Guard(Guard& other) = delete;
    ~Guard() { /* do sth. with _ptr */ }
    static Guard create(void* ptr) { return Guard(ptr); }
  private:
    Guard(void* ptr) : _ptr(ptr) {}
    void* _ptr;
};

int main(int, char**) {
  Guard::create(nullptr);
  //auto g = Guard::create(nullptr);
}

Compile in Compiler Explorer

【讨论】：

【解决方案2】：

防止类被实例化的规范方法是将其构造函数设为private。要真正获得所需的实例之一，请调用 static 方法，该方法返回对构造对象的引用。

class Me {
public:
    static Me &MakeMe() { return Me(); }
private:
    Me();
}; // Me

这当然没有帮助 - 但它可能会让程序员暂停！

int main() {
    Me(); // Invalid
    Me m; // Invalid
    Me::MakeMe(); // Valid - but who'd write that?
    Me m = Me::MakeMe();
} // main()

我知道这不是您描述的Guard 实例的直接模拟 - 但也许您可以调整这个概念？

【讨论】：

我认为这甚至不应该编译；您将右值绑定到左值引用。

【解决方案3】：

我想到的唯一明智的方法是让用户将guard_creator::create 的结果传递给一些guard_activator，它以左值引用作为参数。

这样，类的用户没有办法，只能使用名称创建对象（大多数开发人员都会这样做的理智选项），或者new 然后取消引用（疯狂的选项）

例如，您在 cmets 中说您在非分配异步链创建器上工作。我可以想到一个看起来像这样的 API：

auto token = monad_creator().then([]{...}).then([]{...}).then([]{...}).create();
launch_async_monad(token); //gets token as Token&, the user has no way BUT create this object with a name

【讨论】：

MSVC++ 向她致以问候
@Danh 他们很久以前就修复了这个故障
rextester.com/DALS87730 在有和没有/Za 的情况下都编译成功。 1900表示这是VS2015
@Danh 您可以使用 /we4239 编译以将该扩展名视为错误
对于我的特殊情况，这看起来很有希望。我会尽快尝试 - 谢谢

【解决方案4】：

您可以使用可扩展的 lint 工具，例如 Vera++ https://bitbucket.org/verateam/vera/wiki/Home 它可以让您对代码进行 lint，您可以使用 Python 或 tcl（我更喜欢 Python）创建新规则

一个可能的流程是 - 在每次提交之后，您的 CI 系统（例如 Jenkins）将运行一个作业来执行 Vera++ 并验证此类疏忽，一旦失败，就会向提交者发出一封邮件。

【讨论】：