第13章 复制控制 (part2) 消息处理示例

13.4. 消息处理示例

有些类为了做一些工作需要对复制进行控制。为了给出这样的例子，我们将概略定义两个类，这两个类可用于邮件处理应用程序。

Message 类和 Folder 类分别表示电子邮件（或其他）消息和消息所出现的目录，一个给定消息可以出现在多个目录中。

Message 上有 save 和 remove 操作，用于在指定 Folder 中保存或删除该消息。

对每个 Message，我们并不是在每个 Folder 中都存放一个副本，而是使每个 Message 保存一个指针集（set），set 中的指针指向该 Message 所在的 Folder。每个 Folder 也保存着一些指针，指向它所包含的 Message。将要实现的数据结构如图 13.1 所示。

创建新的 Message 时，将指定消息的内容但不指定 Folder。调用 save 将 Message 放入一个 Folder。

复制一个 Message 对象时，将复制原始消息的内容和 Folder 指针集，还必须给指向源Message 的每个Folder 增加一个指向该Message 的指针。

将一个 Message 对象赋值给另一个，类似于复制一个 Message：赋值之后，内容和Folder 集将是相同的。首先从左边Message 在赋值之前所处的Folder 中删除该 Message。原来的Message 去掉之后，再将右边操作数的内容和Folders 集复制到左边，还必须在这个Folder 集中的每个Folders 中增加一个指向左边 Message 的指针。

撤销一个 Message 对象时，必须更新指向该 Message 的每个Folder。一旦去掉了Message，指向该Message 的指针将失效，所以必须从该 Message 的Folder 指针集的每个Folder 中删除这个指针。

查看这个操作列表，可以看到，析构函数和赋值操作符分担了从保存给定 Message 的 Folder 列表中删除消息的工作。类似地，复制构造函数和赋值操作符分担将一个Message 加到给定Folder 列表的工作。我们将定义一对private 实用函数完成这些任务。

Message 类

对于以上的设计，可以如下编写 Message 类的部分代码：

     class Message {     public:         // folders is initialized to the empty set automatically         Message(const std::string &str = ""):                       contents (str) { }         // copy control: we must manage pointers to this Message         // from the Folders pointed to by folders         Message(const Message&);         Message& operator=(const Message&);         ~Message();         // add/remove this Message from specified Folder's set of messages         void save (Folder&);         void remove(Folder&);     private:         std::string contents;      // actual message text         std::set<Folder*> folders; // Folders that have this Message         // Utility functions used by copy constructor, assignment, and destructor:         // Add this Message to the Folders that point to the parameter         void put_Msg_in_Folders(const std::set<Folder*>&);         // remove this Message from every Folder in folders         void remove_Msg_from_Folders();     };

Message 类定义了两个数据成员：contents 是一个保存实际消息的 string，folders 是一个set，包含指向该Message 所在的Folder 的指针。

构造函数接受单个 string 形参，表示消息的内容。构造函数将消息的副本保存在 contents 中，并（隐式）将Folder 的set 初始化为空集。

这个构造函数提供一个默认实参（为空串），所以它也可以作为默认构造函数。

实用函数提供由复制控制成员共享的行为。put_Msg_in_Folders 函数将自身 Message 的一个副本添加到指向给定Message 的各Folder 中，这个函数执行完后，形参指向的每个Folder 也将指向这个 Message。复制构造函数和赋值操作符都将使用这个函数。

remove_Msg_from_Folders 函数用于赋值操作符和析构函数，它从 folders 成员的每个 Folder 中删除指向这个 Message 的指针。

Message 类的复制控制

复制 Message 时，必须将新创建的 Message 添加到保存原 Message 的每个Folder 中。这个工作超出了合成构造函数的能力范围，所以我们必须定义自己的复制构造函数：

     Message::Message(const Message &m):         contents(m.contents), folders(m.folders)     {         // add this Message to each Folder that points to m         put_Msg_in_Folders(folders);     }

复制构造函数将用旧对象成员的副本初始化新对象的数据成员。除了这些初始化之外（合成复制构造函数可以完成这些初始化），还必须用 folders 进行迭代，将这个新的Message 加到那个集的每个Folder 中。复制构造函数使用put_Msg_in_Folder 函数完成这个工作。

<Note>;

编写自己的复制构造函数时，必须显式复制需要复制的任意成员。显式定义的复制构造函数不会进行任何自动复制。

像其他任何构造函数一样，如果没有初始化某个类成员，则那个成员用该成员的默认构造函数初始化。复制构造函数中的默认初始化不会使用成员的复制构造函数。

put_Msg_in_Folders 成员

put_Msg_in_Folders 通过形参 rhs 的成员 folders 中的指针进行迭代。这些指针表示指向rhs 的每个Folder，需要将指向这个Message 的指针加到每个 Folder。

函数通过 rhs.folders 进行循环，调用命名为 addMsg 的 Folder 成员来完成这个工作，addMsg 函数将指向该Message 的指针加到Folder 中。

     // add this Message to Folders that point to rhs     void Message::put_Msg_in_Folders(const set<Folder*> &rhs)     {         for(std::set<Folder*>::const_iterator beg = rhs.begin();                                          beg != rhs.end(); ++beg)             (*beg)->addMsg(this);     // *beg points to a Folder     }

这个函数中唯一复杂的部分是对 addMsg 的调用：

     (*beg)->addMsg(this); // *beg points to a Folder

那个调用以 (*beg) 开关，它解除迭代器引用。解除迭代器引用将获得一个指向 Folder 的指针。然后表达式对Folder 指针应用箭头操作符以执行addMsg 操作，将this 传给 addMsg，该指针指向我们想要添加到Folder 中的Message。

Message 赋值操作符

赋值比复制构造函数更复杂。像复制构造函数一样，赋值必须对 contents 赋值并更新 folders 使之与右操作数的folders 相匹配。

它还必须将该 Message 加到指向 rhs 的每个 Folder 中，可以使用 put_Msg_in_Folders 函数完成赋值的这一部分工作。

在从 rhs 复制之前，必须首先从当前指向该 Message 的每个 Folder 中删除它。我们需要通过folders 进行迭代，从folders 的每个Folder 中删除指向该 Message 的指针。命名为remove_Msg_from_Folders 的函数将完成这项工作。

对于完成实际工作的 remove_Msg_from_Folders 和 put_Msg_in_Folders，赋值操作符本身相当简单：

     Message& Message::operator=(const Message &rhs)     {         if (&rhs != this) {             remove_Msg_from_Folders(); // update existing Folders             contents = rhs.contents;   // copy contents from rhs             folders = rhs.folders;     // copy Folder pointers from rhs             // add this Message to each Folder in rhs             put_Msg_in_Folders(rhs.folders);         }         return *this;     }

赋值操作符首先检查左右操作数是否相同。查看函数的后续部分可以清楚地看到进行这一检查的原因。假定操作数是不同对象，调用 remove_Msg_from_Folders 从folders 成员的每个Folder 中删除该Message。一旦这项工作完成，必须将右操作数的 contents 和 folders 成员赋值给这个对象。最后，调用put_Msg_in_Folders 将指向这个Message 的指针添加至指向rhs 的每个 Folder 中。

了解了 remove_Msg_from_Folders 的工作之后，我们来看看为什么赋值操作符首先要检查对象是否不同。赋值时需删除左操作数，并在撤销左操作数的成员之后，将右操作数的成员赋值给左操作数的相应成员。如果对象是相同的，则撤销左操作数的成员也将撤销右操作数的成员！

<Beware>;

即使对象赋值给自己，赋值操作符的正确工作也非常重要。保证这个行为的通用方法是显式检查对自身的赋值。

remove_Msg_from_Folders 成员

除了调用 remMsg 从 folders 指向的每个 Folder 中删除这个Message 之外，remove_Msg_from_Folders 函数的实现与put_Msg_in_Folders 类似：

     // remove this Message from corresponding Folders     void Message::remove_Msg_from_Folders()     {         // remove this message from corresponding folders         for(std::set<Folder*>::const_iterator beg =               folders.begin (); beg != folders.end (); ++beg)            (*beg)->remMsg(this); // *beg points to a Folder     }

Message 析构函数

剩下必须实现的复制控制函数是析构函数：

     Message::~Message()     {         remove_Msg_from_Folders();     }

有了 remove_Msg_from_Folders 函数，编写析构函数将非常简单。我们调用 remove_Msg_from_Folders 函数清除folders，系统自动调用string 析构函数释放contents，自动调用 set 析构函数清除用于保存folders 成员的内存，因此，Message 析构函数唯一要做的是调用remove_Msg_from_Folders。

赋值操作符通常要做复制构造函数和析构函数也要完成的工作。在这种情况下，通用工作应在 private 实用函数中。