c++ - 将数据成员的生命周期限制为一种方法

Question

我遇到了一个稍微不寻常的问题。考虑以下代码:

class parser
{
    lexer lex;

public:

    node_ptr parse(const std::string& expression)
    {
        lex.init(expression.begin(), expression.end());
        // ...
        // call some helper methods
        // return the result
    }

private:

    // lots of small helper methods, many of them accessing lex
};

parse 方法使用 init 初始化词法分析器。方法。在此之前，词法分析器处于无法使用的“默认”状态。通常，应该在构造过程中初始化一个成员，所以我为什么不简单地这样做:

class parser
{
    lexer lex;

public:

    parser(const std::string& expr) : lex(expr.begin(), expr.end()) {}

    node_ptr parse()
    {
        // call some helper methods
        // return the result
    }
    // ...
};

首先，这意味着客户端可以多次调用 parse 方法，这没有多大意义。

其次，更重要的是，它很容易导致严重的生命周期问题:

parser my_parser("1 * 2 + 3 * 4");
auto root = my_parser.parse();

在上面的代码中，词法分析器将使用一个临时字符串对象进行初始化，该对象在行尾不再存在，因此调用 parse下一行中的方法将调用未定义的行为。

由于这两个原因，我真的想用同一个方法进行初始化和解析。不幸的是，我无法在构造函数中执行此操作，因为我需要返回结果，而构造函数无法返回结果。

从技术上讲，可以在parse内部构建词法分析器。方法并在之后销毁它(如果我还相应地更改了构造函数和析构函数):

class parser
{
    static std::string dummy;
    lexer lex;

public:

    parser() : lex(dummy.begin(), dummy.end())
    {
        lex.~lexer();
    }

    node_ptr parse(const std::string& expression)
    {
        new(&lex) lexer(expression.begin(), expression.end());
        // call some helper methods
        lex.~lexer();
        // return the result
    }

    ~parser()
    {
        new(&lex) lexer(dummy.begin(), dummy.end());
    }
    // ...
};

但这是迄今为止我很长一段时间以来编写的最丑陋的代码。它也不是异常安全的；如果辅助方法抛出异常怎么办？事实上，这正是遇到解析错误时发生的情况。

那么我该如何解决这个问题呢？在 parse 中使用本地词法分析器并有一个 lexer*成员(member)指点一下吗？使用boost::optional<lexer>成员？或者我应该忍受 init方法？或者我应该在构造函数中进行解析并抛出一个包含所需结果的“期望”？

Answer 1

我绝对不会做你的第二个例子。更好的方法是在 Parse() 中构造 lexer，并存储指针或 boost::optional。但如果您想允许这样做，那么您的辅助函数必须在继续之前检查词法分析器是否有效。我觉得很乱。

更好的是让 Parse 成为一个独立的函数。我认为这对调用者来说更明智，并解决您的问题:

void parser_helper(lexer& lex)
{
    ...
}

node_ptr Parse(const std::string& inp)
{
    lexer lex(inp);
    ...
    parser_helper(lex);
    ...
    return ret;
}

或者如果你有更多的状态可以传递......

class parser_helper
{
    lexer lex;
    ... other state here

public:
    parser_helper(const std::string& inp) :
        lex(inp)
    {
    }

    ... helper functions here.
    void helper_function() { }
}

node_ptr Parse(const std::string& inp)
{
    parser_helper helper(inp);
    ...
    helper.helper_function();
    ...
    return ret;
}

无论哪种方式，词法分析器都应该只是 Parse 函数中的一个自动变量。

这个想法是调用者期望的接口(interface)只是一个函数。不需要让调用者处理一个类，只是因为 Parse 的内部有状态/辅助函数。