重构ATL中的CAutoVectorPtr, CAutoPtr和CAutoStackPtr

看到ATL中有3个类的代码比较比较重复，在atlbase.h中，分别是CAutoVectorPtr, CAutoPtr和CAutoStackPtr，他们的功能其实很类似STL中的autoptr, 但是这里因为针对不同的分配对象而用了3个不同的类，其中CAutoVectorPtr是针对数组类型的，CAutoPtr是针对普通的非数组类型，而CAutoStackPtr针对的是_malloca分配的类型，因为最后释放方式的不同，它这里用了3份代码来实现。

CAutoVectorPtr:

template< typename T >
class CAutoVectorPtr
{
public:
    CAutoVectorPtr()  throw() :
        m_p( NULL )
    {
    }
    CAutoVectorPtr( CAutoVectorPtr< T >& p )  throw()
    {
        m_p = p.Detach();   //  Transfer ownership
    }
     explicit CAutoVectorPtr( T* p )  throw() :
        m_p( p )
    {
    }
    ~CAutoVectorPtr()  throw()
    {
        Free();
    }

     operator T*()  const  throw()
    {
         return( m_p );
    }

    CAutoVectorPtr< T >&  operator=( CAutoVectorPtr< T >& p )  throw()
    {
         if(* this==p)
        {
             if(m_p == NULL)
            {
                 //  This branch means both two pointers are NULL, do nothing.
            }
             else  if( this!=&p)
            {
                 //  If this assert fires, it means you attempted to assign one CAutoVectorPtr to another when they both contained 
                 //  a pointer to the same underlying vector. This means a bug in your code, since your vector will get 
                 //  double-deleted. 
                ATLASSERT(FALSE);

                 //  For safety, we are going to detach the other CAutoVectorPtr to avoid a double-free. Your code still
                 //  has a bug, though.
                p.Detach();
            }
             else
            {
                 //  Alternatively, this branch means that you are assigning a CAutoVectorPtr to itself, which is
                 //  pointless but permissible

                 //  nothing to do
            }
        }
         else
        {
            Free();
            Attach( p.Detach() );   //  Transfer ownership
        }
         return( * this );
    }

     //  basic comparison operators
     bool  operator!=(CAutoVectorPtr<T>& p)  const
    {
         return ! operator==(p);
    }

     bool  operator==(CAutoVectorPtr<T>& p)  const
    {
         return m_p==p.m_p;
    }

     //  Allocate the vector
     bool Allocate( size_t nElements )  throw()
    {
        ATLASSUME( m_p == NULL );
        ATLTRY( m_p =  new T[nElements] );
         if( m_p == NULL )
        {
             return(  false );
        }

         return(  true );
    }
     //  Attach to an existing pointer (takes ownership)
     void Attach( T* p )  throw()
    {
        ATLASSUME( m_p == NULL );
        m_p = p;
    }
     //  Detach the pointer (releases ownership)
    T* Detach()  throw()
    {
        T* p;

        p = m_p;
        m_p = NULL;

         return( p );
    }
     //  Delete the vector pointed to, and set the pointer to NULL
     void Free()  throw()
    {
        delete[] m_p;
        m_p = NULL;
    }

public:
    T* m_p;
};

CAutoPtr：

template< typename T >
class CAutoPtr
{
public:
    CAutoPtr()  throw() :
        m_p( NULL )
    {
    }
    template< typename TSrc >
    CAutoPtr( CAutoPtr< TSrc >& p )  throw()
    {
        m_p = p.Detach();   //  Transfer ownership
    }
    CAutoPtr( CAutoPtr< T >& p )  throw()
    {
        m_p = p.Detach();   //  Transfer ownership
    }
     explicit CAutoPtr( T* p )  throw() :
        m_p( p )
    {
    }
    ~CAutoPtr()  throw()
    {
        Free();
    }

     //  Templated version to allow pBase = pDerived
    template< typename TSrc >
    CAutoPtr< T >&  operator=( CAutoPtr< TSrc >& p )  throw()
    {
         if(m_p==p.m_p)
        {
             //  This means that two CAutoPtrs of two different types had the same m_p in them
             //  which is never correct
            ATLASSERT(FALSE);
        }
         else
        {
            Free();
            Attach( p.Detach() );   //  Transfer ownership
        }
         return( * this );
    }
    CAutoPtr< T >&  operator=( CAutoPtr< T >& p )  throw()
    {
         if(* this==p)
        {
             if( this!=&p)
            {
                 //  If this assert fires, it means you attempted to assign one CAutoPtr to another when they both contained 
                 //  a pointer to the same underlying object. This means a bug in your code, since your object will get 
                 //  double-deleted. 
#ifdef ATL_AUTOPTR_ASSIGNMENT_ASSERT
                ATLASSERT(FALSE);
#endif

                 //  For safety, we are going to detach the other CAutoPtr to avoid a double-free. Your code still
                 //  has a bug, though.
                p.Detach();
            }
             else
            {
                 //  Alternatively, this branch means that you are assigning a CAutoPtr to itself, which is
                 //  pointless but permissible

                 //  nothing to do
            }
        }
         else
        {
            Free();
            Attach( p.Detach() );   //  Transfer ownership
        }
         return( * this );
    }

     //  basic comparison operators
     bool  operator!=(CAutoPtr<T>& p)  const
    {
         return ! operator==(p);
    }

     bool  operator==(CAutoPtr<T>& p)  const
    {
         return m_p==p.m_p;
    }

     operator T*()  const  throw()
    {
         return( m_p );
    }
    T*  operator->()  const  throw()
    {
        ATLASSUME( m_p != NULL );
         return( m_p );
    }

     //  Attach to an existing pointer (takes ownership)
     void Attach( T* p )  throw()
    {
        ATLASSUME( m_p == NULL );
        m_p = p;
    }
     //  Detach the pointer (releases ownership)
    T* Detach()  throw()
    {
        T* p;

        p = m_p;
        m_p = NULL;

         return( p );
    }
     //  Delete the object pointed to, and set the pointer to NULL
     void Free()  throw()
    {
        delete m_p;
        m_p = NULL;
    }

public:
    T* m_p;
};

CAutoStackPtr:

/*  Automatic cleanup for _malloca objects  */
template< typename T >
class CAutoStackPtr
{
public:
    CAutoStackPtr()  throw() :
        m_p( NULL )
    {
    }
    template< typename TSrc >
    CAutoStackPtr( CAutoStackPtr< TSrc >& p )  throw()
    {
        m_p = p.Detach();   //  Transfer ownership
    }
    CAutoStackPtr( CAutoStackPtr< T >& p )  throw()
    {
        m_p = p.Detach();   //  Transfer ownership
    }
     explicit CAutoStackPtr( T* p )  throw() :
        m_p( p )
    {
    }
    ~CAutoStackPtr()  throw()
    {
        Free();
    }

     //  Templated version to allow pBase = pDerived
    template< typename TSrc >
    CAutoStackPtr< T >&  operator=( CAutoStackPtr< TSrc >& p )  throw()
    {
         if(m_p==p.m_p)
        {
             //  This means that two CAutoPtrs of two different types had the same m_p in them
             //  which is never correct
            ATLASSERT(FALSE);
        }
         else
        {
            Free();
            Attach( p.Detach() );   //  Transfer ownership
        }
         return( * this );
    }
    CAutoStackPtr< T >&  operator=( CAutoStackPtr< T >& p )  throw()
    {
         if(* this==p)
        {
             if( this!=&p)
            {
                 //  If this assert fires, it means you attempted to assign one CAutoPtr to another when they both contained 
                 //  a pointer to the same underlying object. This means a bug in your code, since your object will get 
                 //  double-deleted. 
                ATLASSERT(FALSE);

                 //  For safety, we are going to detach the other CAutoPtr to avoid a double-free. Your code still
                 //  has a bug, though.
                p.Detach();
            }
             else
            {
                 //  Alternatively, this branch means that you are assigning a CAutoPtr to itself, which is
                 //  pointless but permissible

                 //  nothing to do
            }
        }
         else
        {
            Free();
            Attach( p.Detach() );   //  Transfer ownership
        }
         return( * this );
    }

     //  basic comparison operators
     bool  operator!=(CAutoStackPtr<T>& p)  const
    {
         return ! operator==(p);
    }

     bool  operator==(CAutoStackPtr<T>& p)  const
    {
         return m_p==p.m_p;
    }

     operator T*()  const  throw()
    {
         return( m_p );
    }
    T*  operator->()  const  throw()
    {
        ATLASSUME( m_p != NULL );
         return( m_p );
    }

     //  Attach to an existing pointer (takes ownership)
     void Attach( T* p )  throw()
    {
        ATLASSUME( m_p == NULL );
        m_p = p;
    }
     //  Detach the pointer (releases ownership)
    T* Detach()  throw()
    {
        T* p;

        p = m_p;
        m_p = NULL;

         return( p );
    }
     //  Delete the object pointed to, and set the pointer to NULL
     void Free()  throw()
    {
         /*  Note: _freea only actually does anything if m_p was heap allocated
           If m_p was from the stack, it wouldn't be possible to actually free it here
           [wrong function] unless we got inlined. But really all we do if m_p is 
           stack-based is ignore it and let its alloca storage disappear at the end
           of the outer function.
         */
        _freea(m_p);
        m_p = NULL;
    }

public:
    T* m_p;
};

可以看到上面代码明显非常重复，不知道ATL这样写是不是历史原因，我们下面尝试对它进行重构。

可以看到其实他们只是最终释放(Free)的时候稍微有些差别，我们明显可以把写差别提取出来，作为一个释放的Policy。

struct DeleteFunctor
{
    template<typename T>  static  void Release(T* p) { delete p; }
};

struct DeleteArrayFunctor
{
    template<typename T>  static  void Release(T* p) { delete []p; }
};

struct DeleteStackFunctor
{
    template<typename T>  static  void Release(T* p) { _freea p; }
};

然后我们把上面的各种释放行为作为一个模板参数传进去就可以了，代码如下:

template< typename T, typename  ReleasePolicy>
class CAutoReleasePtr
{
public:
    CAutoReleasePtr()  throw() :
      m_p( NULL )
      {
      }
      template< typename TSrc >
      CAutoReleasePtr( CAutoReleasePtr< TSrc >& p )  throw()
      {
          m_p = p.Detach();   //  Transfer ownership
      }
      CAutoReleasePtr( CAutoReleasePtr< T >& p )  throw()
      {
          m_p = p.Detach();   //  Transfer ownership
      }
       explicit CAutoReleasePtr( T* p )  throw() :
      m_p( p )
      {
      }
      ~CAutoReleasePtr()  throw()
      {
          Free();
      }

       //  Templated version to allow pBase = pDerived
      template< typename TSrc >
      CAutoReleasePtr< T >&  operator=( CAutoReleasePtr< TSrc >& p )  throw()
      {
           if(m_p==p.m_p)
          {
               //  This means that two CAutoPtrs of two different types had the same m_p in them
               //  which is never correct
              ATLASSERT(FALSE);
          }
           else
          {
              Free();
              Attach( p.Detach() );   //  Transfer ownership
          }
           return( * this );
      }
      CAutoReleasePtr< T >&  operator=( CAutoReleasePtr< T >& p )  throw()
      {
           if(* this==p)
          {
               if( this!=&p)
              {
                   //  If this assert fires, it means you attempted to assign one CAutoPtr to another when they both contained 
                   //  a pointer to the same underlying object. This means a bug in your code, since your object will get 
                   //  double-deleted. 
#ifdef ATL_AUTOPTR_ASSIGNMENT_ASSERT
                  ATLASSERT(FALSE);
#endif

                   //  For safety, we are going to detach the other CAutoPtr to avoid a double-free. Your code still
                   //  has a bug, though.
                  p.Detach();
              }
               else
              {
                   //  Alternatively, this branch means that you are assigning a CAutoPtr to itself, which is
                   //  pointless but permissible

                   //  nothing to do
              }
          }
           else
          {
              Free();
              Attach( p.Detach() );   //  Transfer ownership
          }
           return( * this );
      }

       //  basic comparison operators
       bool  operator!=(CAutoReleasePtr<T>& p)  const
      {
           return ! operator==(p);
      }

       bool  operator==(CAutoReleasePtr<T>& p)  const
      {
           return m_p==p.m_p;
      }

       operator T*()  const  throw()
      {
           return( m_p );
      }
      T*  operator->()  const  throw()
      {
          ATLASSUME( m_p != NULL );
           return( m_p );
      }

       //  Attach to an existing pointer (takes ownership)
       void Attach( T* p )  throw()
      {
          ATLASSUME( m_p == NULL );
          m_p = p;
      }
       //  Detach the pointer (releases ownership)
      T* Detach()  throw()
      {
          T* p;

          p = m_p;
          m_p = NULL;

           return( p );
      }
       //  Delete the object pointed to, and set the pointer to NULL
       void Free()  throw()
      {
           ReleasePolicy::Release(m_p);
          m_p = NULL;
      }

public:
    T* m_p;
};

可以看到我们上面其实就改了一行代码，改了下最终的释放策略.

好，现在我们可以这样用了:

CAutoReleasePtr<T, DeleteFunctor> p1( new  int);
CAutoReleasePtr<T, DeleteArrayFunctor> p2( new  int[10]);

功能是可以了，但是是不是觉得上面这样用起来不方便，typedef一下就好了:

 typedef CAutoReleasePtr<T, DeleteFunctor> CSimplePtr<T>;
 typedef CAutoReleasePtr<T, DeleteArrayFunctor> CArrayPtr<T>;
 typedef CAutoReleasePtr<T, DeleteStackFunctor> CStackPtr<T>;

但是我们很块发现上面的代码编译都过不了。

既然typedef不行，那我们就通过继承来生成一个新类：

template<typename T>  class CSimplePtr:  public CAutoReleasePtr<T, DeleteFunctor> {};
template<typename T>  class CArrayPtr:  public CAutoReleasePtr<T, DeleteArrayFunctor> {};
template<typename T>  class CStackPtr:  public CAutoReleasePtr<T, DeleteStackFunctor> {};

我们很快又发现，用不起来，我们新类的构造函数需要重写才行。

接下来我们考虑生成一个新类，然后在内部typedef:

 template<typename T>
  struct CSimplePtr
 {
     typedef CAutoReleasePtr<T, DeleteFunctor> type;
 };
 
 template<typename T>
  struct CArrayPtr
 {
     typedef CAutoReleasePtr<T, DeleteArrayFunctor> type;
 };
 
 template<typename T>
  struct CStackPtr
 {
     typedef CAutoReleasePtr<T, DeleteStackFunctor> type;
 };

然后这样用:

CSimplePtr< int>::type p( new  int);
CArrayPtr< int>::type p1( new  int[20]);

可是这样用和最初的用法似乎又没多少改进....

再最后想到了用宏:

#define CSimplePtr(T) CAutoReleasePtr<T, DeleteFunctor>
#define CArrayPtr(T) CAutoReleasePtr<T, DeleteArrayFunctor>

但是用的时候太呕心了:

CSimplePtr( int) p( new  int);
CArrayPtr( int) p1( new  int[20]);

最后，实在没有什么办法了....
不知道大家有没有什么好方法 ？？？