讓TList型別安全 (轉)

讓TList型別安全 (轉)[@more@]

在VCL中包含有一個TList類，相信很多朋友都使用過，它可以方便的維護指標，所以很多朋友都喜歡用它

來實現陣列。不幸的是，這個TList類有一些問題，其中最重要就是缺乏型別的支援。

這篇文章介紹如何從TList派生一個新類來實現型別安全，並且能自動刪除物件指標的方法。

TList的問題所在

對於TList的方便性這裡就不多說，我們來看一下，它到底存在什麼問題，在Classes.hpp中，我們可以看到的原型是這樣申明的：

int __fastcall Add(void * Item);

可以把任何型別的指標轉換為void*型別，這樣add函式就可以接收任何型別的物件指標，這樣問題就來了，如果你僅維護一種型別的指標也許還看不到問題的潛在性，下面我們以一個例子來說明它的問題所在。假設你想維護一個TButton指標，TList當然可以完成這樣的工作但是他不會做任何型別檢查確保你用add函式新增的一定是TButton*指標。

TList *ButtonList = new TList;  // 建立一個button list

ButtonList->Add(Button1);  // 新增物件指標
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);

上面的程式碼可以透過編譯執行，因為TList可以接收任何型別的指標。

當你試圖引用指標的時候，真正的問題就來了：

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

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

delete ButtonList;

相信你已經看到了問題的所在，當你需要取得指標引用的時候TList並不知道那是個什麼型別的指標，所以你需要轉換，但誰能保證ButtonList裡一定是Button指標呢？你也許會馬上想到使用dynamic_cast來進行轉化。

不幸再次降臨，dynamic_cast無法完成這樣的工作，因為void型別的指標不包含任何型別資訊，這意味著你不能使用這樣的方法，編譯器也不允許你這樣做。

dynamic_cast不能使用了，我們唯一的方法就是使用reinterpret_cast，不過這個運算子同以前c的強制型別轉換沒有任何區別，它總是不會失敗，你可以把任何在任何指標間轉換。這樣你就沒有辦法知道List中是否真的是我們需要的Button指標。在上面的程式碼片斷中，問題還不是非常嚴重，我們試圖轉換的指標是Application，當我們改變Caption屬性的時候，最多把標題欄的Caption屬性改了，可是如果我們試圖轉換的物件沒有相應的屬性呢？

TList的第二個問題是，它自動刪除物件指標的功能，當我們析構TList的時候，它並不能自動釋放維護的指標陣列的物件，很多時候我們需要用手工的方法來完成這樣一件事情，下面的程式碼片斷顯示瞭如何釋放他們：

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  delete ButtonList->Items[j];

delete ButtonList;

（譯註：上面的程式碼有問題，應該是for(int j=nCount-1;j>=0;j--),及要反過來迴圈，否則可能出現AV）

表面上看來，上面的程式碼能很好的工作，但是如果你深入思考就會發現潛在的問題。Items[j]返回的是一個void指標，這樣delete語句將會刪除void指標，但是刪除void指標與刪除TButton指標有很大的不同，刪除void指標並不會物件的析構器，這樣存在於析構器中的釋放的語句就沒有機會，這樣將造成內出洩漏。

完了能完全的刪除物件指標，你必須讓編譯器知道是什麼類，才能呼叫相應的析構器。好在VCL的析構器都是虛擬的，你可以透過轉換為基類來安全的刪除派生類。比如如果你的List裡包含了Button和ComboBox，有可以把他們轉換為TComponent、TControl、TWinControl來安全的刪除他們，示例程式碼如下：

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(ControlList->Items[j]);

delete ControlList;

上面的程式碼可以安全的刪除任何從TwinControl派生的子類，但是如果是TDatset呢？TDataSet並不是從TWinControl繼承的，這樣delete將呼叫TWinControl的析構器，這同樣可能造成執行時的錯誤。

改進TList

透過上面的論述，我們已經大概瞭解了TList需要如何改進。如果TList知道它處理的物件的型別，大多數的問題就解決了。下面的程式碼就是為了這個目標來寫的：

#ifndef TTYPEDLIST_H
#define TTYPEDLIST_H

#include

template
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 bFrees = false)
  :TList(),
  bAutoDelete(bFreeObjects)
  {
  }

  // 注意：沒有析構器，直接呼叫Delete來釋放記憶體
  //  而且Clean時虛擬的，你知道怎麼做了？

  int __fastcall Add(T* Item)
  {
  return TList::Add(Item);
  }

  void __fastcall Delete(int Index)
  {
  if(bAutoDelete)
  delete Get(Index);
  TList::Delete(Index);
  }

  void __fastcall Clear(void)
  {
  if(bAutoDelete)
  {
  for (int j=0; j  delete Items[j]; //（譯註：這行程式碼同樣存在上面提到的問題）
  }
  TList::Clear();
  }

  T* __fastcall First(void)
  {
  return (T*)TList::First();
  }

  int __fastcall IndexOf(T* Item)
  {
  return TList::IndexOf(Item);
  }

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

  T* __fastcall Last(void)
  {
  return (T*) TList::Last();
  }

  int __fastcall Remove(T* Item)
  {
  int nIndex = TList::Remove(Item);
  // 如果bAutoDelete is true，我們將自動刪除item
  if(bAutoDelete && (nIndex != -1))
  delete Item;
  return nIndex;
  }

  __property T* Items[int Index] = {read=Get, write=Put};
};

#endif

 

例項程式碼
//----------------------------------------------------------------------------
// 示例程式碼1

#incude "typedlist.h"

void __fastcall TForm1::CreateButtons()
{
  // false，不自動刪除
  TTypedList *ButtonList = new TTypedList (false);

  ButtonList->Add(new TButton(this));
  ButtonList->Add(new TButton(this));
  ButtonList->Add(new TButton(this));

  // ButtonList->Add(Application);  <

  for (int j=0; jCount; j++)
  {
  ButtonList->Items[j]->Caption = "Button" + IntToStr(j);
  ButtonList->Items[j]->Left  = 250;
  ButtonList->Items[j]->Top  = 50 + j*25;
  ButtonList->Items[j]->Parent  = this;
  }

  delete ButtonList;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// 例項程式碼2

#incude "typedlist.h"

void __fastcall TForm1::CreateButtons()
{
  typedef TTypedList TButtonList;

  TButtonList *ButtonList = new TButtonList(true);
  ButtonList->Add(new TButton(this));
  ...
  delete ButtonList;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// Code Example 3: A list of tables and queries

#incude "typedlist.h"

void __fastcall TForm1::OpenDataSets()
{
  typedef TTypedList TDataSetList;

  TDataSetList *list = new TDataSetList(false);
  list->Add(Table1);
  list->Add(Table2);
  list->Add(Table3);
  list->Add(Query1);

  for (int j=0; jCount; j++)
  list->Items[j]->Active = true;

  delete list;
}

透過使用模板技術,我們把問題消滅在了編譯時期,而且也提供了自動刪除的機制，又由於上面的程式碼使用了內聯技術（inline)，所以也沒有犧牲程式碼的。

建議你使用STL

透過上面的程式碼論述，很多初學者可能會害怕，沒有型別安全，沒有自動刪除機制，改程式碼又那麼麻煩，有沒有更簡單的方法？答案是STL，STL是輕便的，高彈性，高度複用性的，以及型別安全的。如果使用STL，TList的替代品是Vector。