c++ - (Ab)使用构造函数和析构函数进行副作用不好的做法？备择方案？

Question

在 OpenGL 中，经常会这样写代码:

glPushMatrix();
// modify the current matrix and use it
glPopMatrix();

本质上是改变状态，然后执行一些使用新状态的 Action ，最后恢复状态。

现在这里有两个问题:

1. 很容易忘记恢复状态。
2. 如果中间的代码抛出异常，则状态永远不会恢复。

在真正的基于对象的编程风格中，我编写了一些实用程序类来克服这些问题，如下所示:

struct WithPushedMatrix {
    WithPushedMatrix() { glPushMatrix(); }
    ~WithPushedMatrix() { glPopMatrix(); }
};

现在我可以像这样简单地编写我之前的示例:

WithPushedMatrix p;
// modify the current matrix and use it

恢复的确切时刻由 p 的生命周期决定。如果抛出异常，p 的析构函数会被调用，状态会被恢复，生活会很好。

不过，我并不完全高兴。尤其是如果构造函数需要一些参数(例如 glEnable 的标志)，很容易忘记将对象分配给变量:

WithEnabledFlags(GL_BLEND); // whoops!

临时对象立即销毁，状态更改过早反转。

另一个问题是其他人阅读我的代码可能会感到困惑:“为什么这里声明了一个从未使用过的变量？让我们摆脱它!”

所以，我的问题是:这是一个好的模式吗？它甚至可能有名字吗？我忽略了这种方法有什么问题吗？最后但并非最不重要的一点:有什么好的选择吗？

更新:是的，我猜这是 RAII 的一种形式。但不是以通常使用 RAII 的方式，因为它涉及一个看似无用的变量；有问题的“资源”从未被明确访问过。我只是没有意识到这种特殊用法如此普遍。

Answer 1

我喜欢使用 RAII 来控制 OpenGL 状态的想法，但实际上我会更进一步:让您的 WithFoo 类构造函数将函数指针作为参数，其中包含代码你想在那个上下文中执行。然后不要创建命名变量，只使用临时变量，将您想要在该上下文中执行的操作作为 lambda 传递。 (当然需要 C++0x - 也可以使用常规函数指针，但它并不那么漂亮。)
像这样的东西:(编辑以恢复异常安全)

class WithPushedMatrix
{
public:
    WithPushedMatrix()
    {
        glPushMatrix();
    }

    ~WithPushedMatrix()
    {
        glPopMatrix();
    }

    template <typename Func>
    void Execute(Func action)
    {
        action();
    }
};

然后像这样使用它:

WithPushedMatrix().Execute([]
{
    glBegin(GL_LINES);
    //etc. etc.
});

临时对象将设置您的状态，执行操作，然后自动将其拆除；您没有 float 的“松散”状态变量，并且在上下文下执行的操作与它密切相关。您甚至可以嵌套多个上下文操作，而不必担心析构函数的顺序。

您甚至可以更进一步，创建一个通用的 WithContext 类，该类接受额外的设置和拆卸函数参数。

edit:必须将 action() 调用移动到单独的 Execute 函数中以恢复异常安全性 - 如果在构造函数并抛出，析构函数不会被调用。

edit2:通用技术 -

于是我又摆弄了一些这个想法，并想出了更好的东西:
我将定义一个 With 类，它创建上下文变量并将其填充到其初始化程序中的 std::auto_ptr 中，然后调用 action:

template <typename T>
class With
{
public:
    template <typename Func>
    With(Func action) : context(new T()) 
    { action(); }

    template <typename Func, typename Arg>
    With(Arg arg, Func action) : context(new T(arg))
    { action(); }

private:
    const std::auto_ptr<T> context;
};

现在您可以将它与您最初定义的上下文类型结合起来:

struct PushedMatrix 
{
    PushedMatrix() { glPushMatrix(); }
    ~PushedMatrix() { glPopMatrix(); }
};

并像这样使用它:

With<PushedMatrix>([]
{
    glBegin(GL_LINES);
    //etc. etc.
});

或

With<EnabledFlag>(GL_BLEND, []
{
    //...
});

好处:

1. 异常安全现在由 auto_ptr 处理，所以如果 action 抛出，上下文仍然会被正确销毁。
2. 不再需要 Execute 方法，它看起来又干净了! :)
3. 您的“上下文”类非常简单；所有逻辑都由 With 类处理，因此您只需为每种新类型的上下文定义一个简单的 ctor/dtor。

一个小问题:正如我在上面写的那样，您需要为 ctor 声明手动重载，以获得所需的尽可能多的参数；尽管即使只有一个也应该涵盖大多数 OpenGL 用例，但这并不是很好。 这应该用可变参数模板巧妙地修复 - 只需将 ctor 中的 typename Arg 替换为 typename ...Args - 但这将取决于编译器对此的支持(MSVC2010 没有'还没有)。