C++中类似于golang的"defer"语句的实现方式

Question

我正在阅读关于go语言的defer语句。它允许您指定在函数结束时要执行的操作。例如，如果您有一个文件指针或资源，而不是在每个可能的返回路径上写free/delete，您只需要一次指定defer函数即可。

看起来类似的功能最终可能会出现在C++中（ C++中标准的defer/finalizer实现是什么？，将会有范围保护/退出惯用语的标准化吗？）。在此之前，使用其析构函数进行回调的对象是否存在未预见的问题？看起来本地变量的析构顺序是合理的，并且它也能很好地处理异常，尽管可能无法在信号上退出。

这是一个示例实现...是否有任何问题？

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

class FrameExitTask {
    std::function<void()> func_;
public:
    FrameExitTask(std::function<void()> func) :
    func_(func) {
    }
    ~FrameExitTask() {
        func_();
    }
    FrameExitTask& operator=(const FrameExitTask&) = delete;
    FrameExitTask(const FrameExitTask&) = delete;
};

int main() {
    FrameExitTask outer_task([](){cout << "world!";});
    FrameExitTask inner_task([](){cout << "Hello, ";});
    if (1+1 == 2)
        return -1;
    FrameExitTask skipped_task([](){cout << "Blam";});
}

输出：

输出：你好，世界！

- daveagp

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这可能更适合于CodeReview。请注意，已经有许多实现类似ScopeGuard的类，为什么要重新发明轮子呢？我知道一些实现具有各种好处或专业工具，我更喜欢你的版本（例如，没有类型抹消）。 - dyp

问题在于每个类的析构函数应该已经执行了你在做的事情，所以在C++中使用情况比在Go中要少得多。如果你正在寻找现有的实现，请查看boost.ScopeExit。Facebook的Folly也有一个，我想。 - Stephan Dollberg

你最好将析构函数标记为 noexcept。如果你在使用 FrameExitTask 函数时返回正常，那么你的 finally 处理程序中的异常可能会起作用。如果该函数由于其他异常而退出，则来自处理程序的第二个异常将会引起问题。 - James Henstridge

这与“函数式编程”标签有什么关系？ - oblitum

信息：你对我在这里给出的例子是正确的，但最初激发我兴趣的应用程序并不对应于文件或其他已知类。具体而言，一个函数会进行一些检查，然后进行一些工作，当选择其中的一个时，它会将工作结果发送到其他地方。我可以实现一个单次使用的类，但想知道最好的通用方法是什么。 - daveagp

Answer 1

在智能指针编程技术中，Boost讨论了这个问题：

• http://www.boost.org/doc/libs/1_59_0/libs/smart_ptr/sp_techniques.html#handle

你可以做如下操作：

#include <memory>
#include <iostream>
#include <functional>

using namespace std;
using defer = shared_ptr<void>;    

int main() {
    defer _(nullptr, bind([]{ cout << ", World!"; }));
    cout << "Hello";
}

或者，不使用 bind：

#include <memory>
#include <iostream>

using namespace std;
using defer = shared_ptr<void>;    

int main() {
    defer _(nullptr, [](...){ cout << ", World!"; });
    cout << "Hello";
}

你也可以自己编写一个小类，或使用N3830 / P0052的参考实现：

• N3830: https://github.com/alsliahona/N3830
• P0052: https://github.com/PeterSommerlad/scope17

C++ 核心指南 还 有一个准则，其中使用了 gsl::finally 函数，这里有一个实现 链接。

有许多代码库采用类似的解决方案，因此需要这个工具。

相关的 SO 讨论：

• 是否有适当的“句柄”所有权包装可用？
• 何处是适当的（资源处理）零规则？

- oblitum

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根据https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr/shared_ptr的说明，删除器禁止抛出异常。 - undefined

Answer 2

这已经存在了，它被称为作用域保护。请查看这个精彩的演讲：https://channel9.msdn.com/Shows/Going+Deep/C-and-Beyond-2012-Andrei-Alexandrescu-Systematic-Error-Handling-in-C。这使您可以轻松创建任意可调用项，在退出时进行调用。这是更新的版本；它最初是在go出现之前开发的。

总体而言，它的工作非常完美，但我不确定您所说的异常处理是什么意思。从必须在作用域退出时调用的函数中抛出异常会很混乱。原因是：当抛出异常（并且没有立即捕获）时，当前作用域退出。所有析构函数都将运行，并且异常将继续传播。如果其中一个析构函数抛出异常，该怎么办？现在有两个活动异常。

我想语言可能有应对这种情况的方法，但这非常复杂。在C++中，抛出异常的析构函数很少被认为是一个好主意。

- Nir Friedman

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我的意思是，当一个异常在函数执行过程中被抛出时，它可以正确地工作，而不是在回调函数中。了解ScopeGuard非常有帮助。谢谢！ - daveagp

该链接已经失效。我猜想这个问题什么是C++中的ScopeGuard？提供了缺失的信息。 - undefined

Answer 3

在C++中已经存在这个功能，但这是一个非常糟糕的想法，你提供的例子说明了为什么这是一件毫无意义的事情，我希望委员会永远不要引入它。

例如，如果你有一个文件句柄，那么写一个类来处理它，然后你就不必为每个使用情况编写延迟语句，而这些你可能会忘记或者写错。你只需要编写一个析构函数，一次就够了。然后你可以保证，在使用该类的所有情况下，它都是安全的。这样更安全，更容易。

- Puppy

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在我的看法里，并没有通用规则或工具，能够解决所有问题。我是说，谈到你提出的RAII封装建议时，有些情况下你只是不想为每个特定的一次性获取/释放添加包装器来使代码库混乱。scope_guard + lambda 提供了一个很好的替代方案。 - Yuri Pozniak

看起来你的希望终于即将落空 :) https://github.com/jensmaurer/papers/issues/278 - oblitum