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如何让TList类型安全


      在VCL中包含有一个TList类,相信很多朋友都使用过,它可以方便的维护对象指针,所以很多朋友都喜欢用它

    来实现控件数组。不幸的是,这个TList类有一些问题,其中最重要就是缺乏类型安全的支持。

    这篇文章介绍如何从TList派生一个新类来实现类型安全,并且能自动删除对象指针的方法。

    TList的问题所在

    对于TList的方便性这里就不多说,我们来看一下,它到底存在什么问题,在Classes.hpp文件中,我们可以看到函数的原型是这样申明的:

    int __fastcall Add(void * Item);

    编译器可以把任何类型的指针转换为void*类型,这样add函数就可以接收任何类型的对象指针,这样问题就来了,如果你仅维护一种类型的指针也许还看不到问题的潜在性,下面我们以一个例子来说明它的问题所在。假设你想维护一个TButton指针,TList当然可以完成这样的工作但是他不会做任何类型检查确保你用add函数添加的一定是TButton*指针。

    TList *ButtonList = new TList;        // 创建一个button list

    ButtonList->Add(Button1);             // 添加对象指针
    ButtonList->Add(Button2);             //
    ButtonList->Add( new TButton(this));  // OK so far

    ButtonList->Add(Application);         // Application不是button
    ButtonList->Add(Form1);               // Form1也不是
    ButtonList->Add((void *)534);
    ButtonList->Add(Screen);

    上面的代码可以通过编译运行,因为TList可以接收任何类型的指针。

    当你试图引用指针的时候,真正的问题就来了:

    TList *ButtonList = new TList;
    ButtonList->Add(Button1);
    ButtonList->Add(Button2);
    ButtonList->Add(Application);

    TButton *button = reinterpret_cast<TButton *>(ButtonList->Items[2]);
    button->Caption = "I hope it's really a button";

    delete ButtonList;

    相信你已经看到了问题的所在,当你需要取得指针引用的时候TList并不知道那是个什么类型的指针,所以你需要转换,但谁能保证ButtonList里一定是Button指针呢?你也许会马上想到使用dynamic_cast来进行转化。

    不幸再次降临,dynamic_cast无法完成这样的工作,因为void类型的指针不包含任何类型信息,这意味着你不能使用这样的方法,编译器也不允许你这样做。

    dynamic_cast不能使用了,我们唯一的方法就是使用reinterpret_cast,不过这个操作符同以前c的强制类型转换没有任何区别,它总是不会失败,你可以把任何在任何指针间转换。这样你就没有办法知道List中是否真的是我们需要的Button指针。在上面的代码片断中,问题还不是非常严重,我们试图转换的指针是Application,当我们改变Caption属性的时候,最多把标题栏的Caption属性改了,可是如果我们试图转换的对象没有相应的属性呢?

    TList的第二个问题是,它自动删除对象指针的功能,当我们析构TList的时候,它并不能自动释放维护的指针数组的对象,很多时候我们需要用手工的方法来完成这样一件事情,下面的代码片断显示了如何释放他们:

    TList *ButtonList = new TList;          // create a list of buttons

    ButtonList->Add(new TButton(Handle));   // add some buttons to the list
    ButtonList->Add(new TButton(Handle));
    ButtonList->Add(new TButton(Handle));
    ButtonList->Add(new TButton(Handle));

    ...
    ...

    int nCount = ButtonList->Count;
    for (int j=0; j<nCount; j++)
        delete ButtonList->Items[j];

    delete ButtonList;

    (译注:上面的代码有问题,应该是for(int j=nCount-1;j>=0;j--),及要反过来循环,否则可能出现AV)

    表面上看来,上面的代码能很好的工作,但是如果你深入思考就会发现潜在的问题。Items[j]返回的是一个void指针,这样delete语句将会删除void指针,但是删除void指针与删除TButton指针有很大的不同,删除void指针并不会调用对象的析构器,这样存在于析构器中的释放内存的语句就没有机会执行,这样将造成内出泄漏。

    完了能完全的删除对象指针,你必须让编译器知道是什么类,才能调用相应的析构器。好在VCL的析构器都是虚拟的,你可以通过转换为基类来安全的删除派生类。比如如果你的List里包含了Button和ComboBox,有可以把他们转换为TComponent、TControl、TWinControl来安全的删除他们,示例代码如下:

    TList *ControlList = new TList;

    ControlList->Add(new TButton(Handle));
    ControlList->Add(new TEdit(Handle));
    ControlList->Add(new TComboBox(Handle));

    int nCount = ControlList->Count;
    for (int j=nCount; j>=0; j--)
        delete reinterpret_cast<TWinControl *>(ControlList->Items[j]);

    delete ControlList;

    上面的代码可以安全的删除任何从TwinControl派生的子类,但是如果是TDatset呢?TDataSet并不是从TWinControl继承的,这样delete将调用TWinControl的析构器,这同样可能造成运行时的错误。

    改进TList

    通过上面的论述,我们已经大概了解了TList需要如何改进。如果TList知道它处理的对象的类型,大多数的问题就解决了。下面的代码就是为了这个目标来写的:

    #ifndef TTYPEDLIST_H
    #define TTYPEDLIST_H

    #include <classes.hpp>

    template <class T>
    class TTypedList : public TList
    {
    private:
        bool bAutoDelete;
    protected:
        T* __fastcall Get(int Index)
        {
            return (T*) TList::Get(Index);
        }

        void __fastcall Put(int Index, T* Item)
        {
            TList::Put(Index,Item);
        }

    public:
        __fastcall TTypedList(bool bFreeObjects = false)
          :TList(),
           bAutoDelete(bFreeObjects)
        {
        }

        // 注意:没有析构器,直接调用Delete来释放内存
 

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