C++数据结构第13课、类族结构的进化

遵循经典设计准则
改进的关键点
— Exception 类继承自 Object 类
　　　堆空间中创建异常对象失败后，返回NULL指针
　　　
— 新增 InvalidOperationException 异常类
　　　成员函数调用时，如果状态不正确则抛出异常
　　　
— SmartPointer 类继承自 Object 类
　　　堆空间中创建智能指针对象失败后，返回NULL指针
DTLib的开发方式和注意事项
— 迭代开发
　　　每次完成一个小的目标，持续开发，最终打造可复用类库
　　　
— 单一继承树
　　　所有的类都继承于Object，规范堆对象创建的行为
　　　
— 只抛异常，不处理异常
　　　使用 THROW_EXCEPTION 抛出异常，提高可移植性。
　　　因为可能项目里面不支持异常处理，我们选择把宏定义后面那部分给注释掉，使得我们的代码依旧照常运行，这时候觉得一开始把抛出异常设置成宏定义真是神来之笔。
　　　
— 弱耦合性
　　　尽量不使用标准库中的类和函数，提高可移植性

SmartPointer.h

#ifndef SMARTPOINTER_H
#define SMARTPOINTER_H#include "Object.h"
namespace DTLib
{template <typename T>
class SmartPointer : public Object
{T* m_pointer;
public:SmartPointer(T* p = nullptr){m_pointer = p;}SmartPointer(const SmartPointer<T>& obj){m_pointer = obj.m_pointer;const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = nullptr;}T* operator->(){return m_pointer;}T& operator*(){return *m_pointer;}SmartPointer<T>& operator=(const SmartPointer<T>& obj){if(this != &obj){delete m_pointer;m_pointer = obj.m_pointer;const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = nullptr;}return *this;}bool isNull(){return (m_pointer == nullptr);}T* get(){return m_pointer;}~SmartPointer(){delete m_pointer;}
};
}
#endif // SMARTPOINTER_H

Exception.h

#ifndef EXCEPTION_H
#define EXCEPTION_H
#include "Object.h"namespace DTLib
{#define THROW_EXCEPTION(e, m) (throw e(m, __FILE__, __LINE__))class Exception : public Object
{protected:char* m_message;char* m_location;void init(const char* message, const char* file, int line);
public:Exception(const char* message);Exception(const char* file, int line);Exception(const char* message, const char* file, int line);Exception(const Exception& e);Exception& operator=(const Exception& e);virtual const char* message()const;virtual const char* location()const;virtual ~Exception() = 0;
};class ArithmeticException : public Exception
{public:ArithmeticException() : Exception(0){}ArithmeticException(const char* message) : Exception(message){}ArithmeticException(const char* file, int line) : Exception(file, line){}ArithmeticException(const char* message, const char* file, int line) : Exception(message, file, line){}ArithmeticException(const ArithmeticException& e) : Exception(e){}ArithmeticException& operator=(const ArithmeticException& e){Exception::operator=(e);return *this;}
};class NullPointerException : public Exception
{public:NullPointerException() : Exception(0){}NullPointerException(const char* message) : Exception(message){}NullPointerException(const char* file, int line) : Exception(file, line){}NullPointerException(const char* message, const char* file, int line) : Exception(message, file, line){}NullPointerException(const NullPointerException& e) : Exception(e){}NullPointerException& operator=(const NullPointerException& e){Exception::operator=(e);return *this;}
};class IndexOutOfBoundsException : public Exception
{public:IndexOutOfBoundsException() : Exception(0){}IndexOutOfBoundsException(const char* message) : Exception(message){}IndexOutOfBoundsException(const char* file, int line) : Exception(file, line){}IndexOutOfBoundsException(const char* message, const char* file, int line) : Exception(message, file, line){}IndexOutOfBoundsException(const IndexOutOfBoundsException& e) : Exception(e){}IndexOutOfBoundsException& operator=(const IndexOutOfBoundsException& e){Exception::operator=(e);return *this;}
};class NoEnoughMemoryException : public Exception
{public:NoEnoughMemoryException() : Exception(0){}NoEnoughMemoryException(const char* message) : Exception(message){}NoEnoughMemoryException(const char* file, int line) : Exception(file, line){}NoEnoughMemoryException(const char* message, const char* file, int line) : Exception(message, file, line){}NoEnoughMemoryException(const NoEnoughMemoryException& e) : Exception(e){}NoEnoughMemoryException& operator=(const NoEnoughMemoryException& e){Exception::operator=(e);return *this;}
};class InvalidParameterException : public Exception
{public:InvalidParameterException() : Exception(0){}InvalidParameterException(const char* message) : Exception(message){}InvalidParameterException(const char* file, int line) : Exception(file, line){}InvalidParameterException(const char* message, const char* file, int line) : Exception(message, file, line){}InvalidParameterException(const InvalidParameterException& e) : Exception(e){}InvalidParameterException& operator=(const InvalidParameterException& e){Exception::operator=(e);return *this;}
};class InvalidOperatorException : public Exception
{public:InvalidOperatorException() : Exception(0){}InvalidOperatorException(const char* message) : Exception(message){}InvalidOperatorException(const char* file, int line) : Exception(file, line){}InvalidOperatorException(const char* message, const char* file, int line) : Exception(message, file, line){}InvalidOperatorException(const InvalidOperatorException& e) : Exception(e){}InvalidOperatorException& operator=(const InvalidOperatorException& e){Exception::operator=(e);return *this;}
};
}#endif // EXCEPTION_H

Object.h

#ifndef OBJECT_H
#define OBJECT_Hnamespace DTLib
{class Object
{public:void* operator new(unsigned int size)throw();void operator delete(void* p);void* operator new[](unsigned int size)throw();void operator delete[](void* p);virtual ~Object() = 0;
};
}#endif // OBJECT_H

Exception.cpp

#include "Exception.h"
#include <cstring>
#include <cstdlib>namespace DTLib
{void Exception::init(const char* message, const char* file, int line)
{m_message = strdup(message);if(file != nullptr){char sl[16] = {0};m_location = reinterpret_cast<char*>(malloc(strlen(file) + strlen(sl) + 2));if(m_location != nullptr){itoa(line, sl, 10);m_location = strcpy(m_location, file);m_location = strcat(m_location, ":");m_location = strcat(m_location, sl);/*
13课的11min说明了原因      }
下面这个不要抛出异常。逻辑上看：父类里面抛出了一个子类的对象作为异常,就很奇怪。老爸还没诞生，先将儿子扔出去？代码上看：子类里面会调用父类的构造函数，就会形成死循环。
*///        else
//        {//            THROW_EXCEPTION(NoEnoughMemoryException, "Exception::init");
//        }}else{m_location = nullptr;}}
}Exception::Exception(const char* message)
{init(message, nullptr, 0);
}Exception::Exception(const char* file, int line)
{init(nullptr, file, line);
}Exception::Exception(const char* message, const char* file, int line)
{init(message, file, line);
}Exception::Exception(const Exception& e)
{m_message = strdup(e.m_message);m_location = strdup(e.m_location);
}Exception& Exception::operator=(const Exception& e)
{if(this != &e){free(m_message);free(m_location);m_message = strdup(e.m_message);m_location = strdup(e.m_location);}return *this;
}const char* Exception::message()const
{return m_message;
}const char* Exception::location()const
{return m_location;
}Exception::~Exception()
{free(m_message);free(m_location);
}}

Object.cpp

#include "Object.h"#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;namespace DTLib
{void* Object::operator new(unsigned int size)throw()
{cout << "Object::operator new: " << size  << endl;return malloc(size);
}void Object::operator delete(void* p)
{cout << "Object::operator delete: " << p  << endl;free(p);
}void* Object::operator new[](unsigned int size)throw()
{return malloc(size);
}void Object::operator delete[](void* p)
{free(p);
}Object::~Object()
{}}

main.cpp

#include <iostream>
#include "SmartPointer.h"
#include "Object.h"
#include "Exception.h"using namespace std;
using namespace DTLib;int main()
{SmartPointer<int>* pt = new SmartPointer<int>;delete pt;InvalidOperatorException* pi = new InvalidOperatorException;delete pi ;return 0;
}

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