Demande d'avis sur des pointeurs intelligents

**qnop** · 23/06/2012, 15h04

Bonjour à vous tous !!.

J’espère que vous allez bien, et que pour ceux qui ont passé le bac ont réussis et qu'ils ont obtenus les vœux souhaité.

Si je viens vous voir, ce n'est pas spécialement pour vous demander de l'aide (pour une fois (a) ), mais bien pour avoir un avis sur mon code.

Je viens du langage C (langage que j'apprécie beaucoup, donc pas de troll le C c'est pourri ^^ ), mais j'ai envie d'apprendre du C++. D'après ce que j'ai vu, ce "passage" peut donner de mauvaises habitudes, etc etc, donc je veux savoir si je code dans un C++ correct ou vraiment super moche horrible

(n'hésitez pas à le dire, c'est comme ça qu'on progresse

).

Bref, je ne suis pas là pour vous présentez du code super optimisé, mais juste un code sécurisé, en fait j'ai décider de "reprendre" l'idée des auto_ptr et de les "améliorer". Donc l'idée est simple, le pointeur peut se faire copier, je gère le nombre de référence etc etc. J'ai corriger toutes mes erreurs que j'ai put trouver à l'aide de valgrind, donc je pense qu'il est fonctionnel.

A part pour les itérateurs, que j'ai implémenter à la one again et bistoufly (car je n'en suis pas encore aux itérateurs en fait), je pense que j'ai fait du travail plus ou moins correct.

J'ai essayer d'imiter le plus possible le comportement d'un pointeur : Opérateur * -> [] ++ -- post et préFixé, += -=, + - etc.

Voilà mon code, si vous trouvez des erreurs, segfault, fuites de mémoires, merci de me le dire.

main.cpp

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#include <iostream>
 
#include "QGM_Ptr.h"
 
using namespace std;
 
int main(void)
{
    qgm::smart_ptr<int> tableau(100);
 
    qgm::smart_ptr<int> pointeurSurLaPremiereCase;
    qgm::smart_ptr<int> ptr;
 
    pointeurSurLaPremiereCase = tableau;
 
    for(int i = 0; i < 102; ++i){
    	try{
	    *tableau++ = i;
 	}
 
	catch(exception &e){
	    cout << e.what() << endl;
	}
    }
 
    for(int i = 0; i < 102; ++i){
    	try{
	    cout << pointeurSurLaPremiereCase[i] << " ";
    	}
 
    	catch(exception &e){
	    cout << e.what() << endl;
    	}
    }
 
    try{
 	// Pointeur = première case du tableau 
   	ptr = -100 + tableau;
 
  	// On affiche
   	cout << endl << *ptr << endl;
    }
 
    catch(exception &e){
	cout << e.what() << endl;
    }
 
    // On supprime
    ptr.release();
 
    // Doit affiche qgm::bad_ptr
 
    try{
	    cout << *pointeurSurLaPremiereCase << " ";
    }
 
    catch(exception &e){
  	cout << e.what() << endl;
    }
 
    ptr.alloc(200);
    tableau = ptr;
 
    qgm::smart_ptr<int>::iterator it = tableau.begin();
 
    for(; it != tableau.end(); ++it)
	*it = 0;
 
    for(it = ptr.begin(); it != ptr.end(); ++it)
        cout << *it << " ";
 
    return 0;
}

QGM_types.h

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#ifndef QGM_TYPES_H_INCLUDED
#define QGM_TYPES_H_INCLUDED
 
namespace qgm{
    typedef signed char    s8;
    typedef unsigned char  u8;
 
    typedef signed short   s16;
    typedef unsigned short u16;
 
    typedef signed long    s32;
    typedef unsigned long  u32;
 
    typedef signed int     sint;
    typedef unsigned int   uint;
 
    typedef float          f32;
    typedef double         f64;
}
 
#endif // QGM_TYPES_H_INCLUDED

qgm_ptr (le plus important haha)

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#ifndef QGM_PTR_H_INCLUDED
#define QGM_PTR_H_INCLUDED
 
#include <map>
#include <exception>
#include <string>
#include "QGM_Types.h"
 
namespace qgm
{
    class bad_ptr : public std::exception
    {
        public :
            bad_ptr(void) throw() : p("qgm::bad_ptr"){}
 
            virtual char const *what(void) const throw(){
                return p.c_str();
            }
 
            virtual ~bad_ptr(void) throw(){}
 
        private :
            std::string p;
    };
 
    class out_of_range_ptr : public std::exception
    {
        public :
            out_of_range_ptr(void) throw() : p("qgm::out_of_range_ptr"){}
 
            virtual char const *what(void) const throw(){
                return p.c_str();
            }
 
            virtual ~out_of_range_ptr(void) throw(){}
 
        private :
            std::string p;
    };
 
    template<typename Type>
    class smart_ptr{
        /** Class gérant les pointeurs alloués sur le tas **/
 
        public :
            /** Ce constructeur permet d'avoir accès à un tableau dynamique
                    de taille définie **/
            explicit smart_ptr(u32 size);
 
            /** Construit un pointeur intelligent à partir d'un pointeur.
                    Si isArrayNelem == 0 : Le pointeur est alloué avec new
                    Si isArrayNelem >= 1 : Le pointeur est alloué avec new[]
                        et contient le nombre de "cases préallouées"
                De base, on alloue avec new **/
            smart_ptr(Type *ptr, u32 isArrayNelem = 0);
 
            /** Constructeur de copie **/
            smart_ptr(smart_ptr const &ptr);
 
            /** Opérateur d'affection **/
            smart_ptr &operator=(smart_ptr const &ptr);
 
            /** Construit un pointeur NULL **/
            smart_ptr(void);
 
            /** Définie pour struct->membre **/
            Type *operator->(void);
 
            /** int i = *(int*)pInt; **/
            Type &operator*(void);
 
            /** int n = tableau[5]; **/
            Type &operator[](s32 index);
 
            /** Operateur += et -=  **/
            smart_ptr &operator+=(s32 i);
            smart_ptr &operator-=(s32 i);
 
            /** Opérateur d'incrémentation préFixé **/
            smart_ptr &operator++(void);
            smart_ptr &operator--(void);
 
            /** Opérateur d'incrémentation postFixé **/
            smart_ptr operator++(sint);
            smart_ptr operator--(sint);
 
            /** Permet d'allouer le pointeur **/
            void alloc(u32 size = 1);
 
            /** Permet de libérer le pointeur **/
            void release(void);
 
            /** Destructeur **/
            ~smart_ptr(void);
 
 
	    /** Les itérateurs **/
	    typedef Type* iterator;
 
	    Type *begin(void){return m_Begin;}
	    Type *end(void)  {return m_End;  }
 
        private :
            Type *m_Ptr;
            Type *m_Begin;   // Pointeur poinant sur le premier élément
            Type *m_End;     // Pointeur sur l'élément suivant le dernier
            bool  m_IsArray; // Est ce que le tableau est alloué avec new([])
 
            /** Remet à 0 l'objet **/
            void setZero(void);
 
            /** Retire une référence et détruit le pointeur si besoin **/
            void subPtr(void);
 
            /** Test le pointeur **/
            void testPointer(void);
    };
 
    /** Tableau associatif pour clé un pointeur
            et comme valeur le nombre de référence à ce pointeur **/
    static std::map<void*, u32> ptrMap;
 
    typedef std::map<void*, u32>::iterator iteratorPtrMap;
 
    template<typename Type>
    void smart_ptr<Type>::setZero(void){
        m_Ptr = m_Begin = m_End = 0;
        m_IsArray = false;
    }
 
    template<typename Type>
    void smart_ptr<Type>::subPtr(void){
        iteratorPtrMap it = ptrMap.find(m_Begin);
 
        /** si le pointeur existe **/
        if(it != ptrMap.end()){
            if(--it->second == 0){ // Si il n'est plus utilisé on supprime
                ptrMap.erase(it);
 
                if(m_IsArray == true)
                    delete[] m_Begin;
 
                else
                    delete   m_Begin;
 
                setZero(); // On remet = 0 le pointeur
            }
        }
    }
 
    template<typename Type>
    void smart_ptr<Type>::testPointer(void){
        iteratorPtrMap it = ptrMap.find(m_Begin);
 
        // si le pointeur n'est pas trouvé, on lève une exception
        if(it == ptrMap.end())
            throw bad_ptr();
    }
 
    /** Constructeurs **/
    /** Constructeur NULL **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type>::smart_ptr(void) :
    m_Ptr(0),
    m_Begin(0),
    m_End(0),
    m_IsArray(false){
    }
 
    /** Constructeur récupérant un pointeur **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type>::smart_ptr(Type *ptr, u32 isArrayNelem) :
    m_Ptr(ptr),
    m_Begin(ptr),
    m_End(ptr + (isArrayNelem == 0 ? 1 : isArrayNelem)),
    m_IsArray(isArrayNelem == 0 ? false : true){
        /** Si ce n'est pas un tableau **/
        if(isArrayNelem == 0)
        {
            m_End = ptr + 1;
            m_IsArray = false;
        }
 
        else
        {
            m_End = ptr + isArrayNelem;
            m_IsArray = true;
        }
 
        ptrMap[m_Begin] = 1; // une utilisation
    }
 
    /** Constructeur allouant une certaines place **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type>::smart_ptr(u32 size):
    m_Ptr(new Type[size]),
    m_Begin(m_Ptr),
    m_End(m_Ptr + size),
    m_IsArray(true){
        ptrMap[m_Begin] = 1; // une utilisation
    }
 
    /** Constructeur de copie **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type>::smart_ptr(smart_ptr const &ptr) :
    m_Ptr(ptr.m_Ptr),
    m_Begin(ptr.m_Begin),
    m_End(ptr.m_End),
    m_IsArray(ptr.m_IsArray){
        iteratorPtrMap it = ptrMap.find(m_Begin);
 
	/** Si le pointeur existe **/
	if(it != ptrMap.end())
	    ++it->second;
    }
 
    /** Opérateur = **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> &smart_ptr<Type>::operator=(smart_ptr const &ptr){
        if(m_Ptr == ptr.m_Ptr)
            return *this;
 
        subPtr();
 
        m_Ptr   = ptr.m_Ptr;
        m_Begin = ptr.m_Begin;
        m_End   = ptr.m_End;
 
        m_IsArray = ptr.m_IsArray;
 
        if(m_Ptr != 0)
            ++ptrMap[m_Begin]; // On ajoute une utilisation
 
        return *this;
    }
 
    /** Fonctions d'allocations / désallocations **/
    template<typename Type>
    void smart_ptr<Type>::alloc(u32 size)
    {
        /** Si on cherche à allouer mais que c'est déjà pris **/
        subPtr();
 
        m_Ptr = new Type[size];
        m_Begin = m_Ptr;
        m_End = m_Ptr + size;
        m_IsArray = true;
    }
 
    template<typename Type>
    void smart_ptr<Type>::release(void){
        iteratorPtrMap it = ptrMap.find(m_Begin);
 
        if(it == ptrMap.end())
            return;
 
        else{
            if(m_IsArray == true)
                delete[] m_Begin;
 
            else
                delete m_Begin;
        }
 
        setZero();
        ptrMap.erase(it);
    }
 
    /*************************************************************************/
    /** Opérateurs * -> [] **/
 
    template<typename Type>
    Type &smart_ptr<Type>::operator*(void){
        testPointer();
        return *m_Ptr;
    }
 
    template<typename Type>
    Type *smart_ptr<Type>::operator->(void){
        testPointer();
 
        if(m_Ptr < m_Begin || m_Ptr >= m_End)
            throw out_of_range_ptr();
 
        return *m_Ptr;
    }
 
    template<typename Type>
    Type &smart_ptr<Type>::operator[](s32 index){
        testPointer();
 
        Type *ptr = m_Ptr + index;
 
        if(ptr < m_Begin || ptr >= m_End)
            throw out_of_range_ptr();
        return *ptr;
    }
 
    /** Operateur += et -=  **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> &smart_ptr<Type>::operator+=(s32 i){
        testPointer();
 
        Type *ptr = m_Ptr + i;
 
        /** Le pointeur à le droit de pointé sur m_End **/
        if(ptr < m_Begin || ptr > m_End)
            throw out_of_range_ptr();
 
        m_Ptr = ptr;
        return *this;
    }
 
    /** Operateur += et -=  **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> &smart_ptr<Type>::operator-=(s32 i){
        testPointer();
 
        Type *ptr = m_Ptr - i;
 
        /** Le pointeur à le droit de pointé sur m_Begin **/
        if(ptr < m_Begin || ptr > m_End)
            throw out_of_range_ptr();
 
        m_Ptr = ptr;
        return *this;
    }
 
    /** Opérateur d'incrémentation préFixé **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> &smart_ptr<Type>::operator++(void){
        return *this += 1;
    }
 
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> &smart_ptr<Type>::operator--(void){
        return *this -= 1;
    }
 
    /** Opérateur d'incrémentation postFixé **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> smart_ptr<Type>::operator++(sint){
        smart_ptr<Type> ptr(*this);
 
        ++*this;
 
        return ptr;
    }
 
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> smart_ptr<Type>::operator--(sint){
        smart_ptr<Type> ptr(*this);
 
        --*this;
 
        return ptr;
    }
 
    /** opérateur + et - de type : ptr + x **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> operator+(smart_ptr<Type> const &ptr1, s32 i){
        smart_ptr<Type> ptr(ptr1);
 
        ptr += i;
 
        return ptr;
    }
 
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> operator-(smart_ptr<Type> const &ptr1, s32 i){
        smart_ptr<Type> ptr(ptr1);
 
        ptr -= i;
 
        return ptr;
    }
 
    /** Opérateur + et - de type : x + ptr **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> operator+(s32 i, smart_ptr<Type> const &ptr1){
        return smart_ptr<Type>(ptr1 + i);
    }
 
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type> operator-(s32 i, smart_ptr<Type> const &ptr1){
        return smart_ptr<Type>(ptr1 - i);
    }
 
    /** Destructeur **/
    template<typename Type>
    smart_ptr<Type>::~smart_ptr(void){
        subPtr(); // On enlève une référence
    }
}
 
#endif // QGM_PTR_H_INCLUDED

Merci de vos conseils

**Flob90** · 23/06/2012, 16h31

Bonjour,

J'ai pas lu dans les détails, mais quelques remarques :

L'évolution de std::auto_ptr (déprécié à l'heure actuelle) existe déjà et se nomme std::unique_ptr.
L'équivalent de ce que tu as codé existe aussi et se nomme std::shared_ptr.
La responsabilité des classes de pointeur intelligent c'est de s'occuper de la libération des ressources selon une politque déterminée. Ainsi ton constructeur explicite n'a, AMA, pas trop sa place ici.
Pour ton opérateur d'affectation : idiom copy-and-swap.
Tu as un réel intérêt à utiliser une std::map<void*,u32> à la place d'un u32* en guise de compteur dans les instances ? (u32* ou plus évolué, peu importe) (*)
Les opérateurs d'arithmétiques sur les pointeurs intelligent me gènent un peu. Il est vrai que les pointeurs intelligent doivent avoir une sémantique de pointeur. Sauf que cette arithmétique casse quand même un peu la notion de ressource, on ne lui dit plus "occupes toi de ca pour moi" mais "occupe toi de cet endroit". Et tu oublies de mettre à jour tes conteurs dans ces opérations d'ailleurs.
L'idée de gérer en même temps les tableaux et les pointeurs simples ne me gène pas, cependant trouver dans l'interface de la classe une opération qui n'a potentiellement aucun sens (operator[]) me gène un peu plus. Je vois deux approches :
- Tu considères que la ressource gérée est le tableau dans son ensemble, et dans ce cas il n'y a pas de raison de fournir d'opérateur [] : il s'occupe juste de gérer le tableau, pas d'y accéder.
- Tu considères qu'il gère un ensemble d'éléments consécutifs, et dans ce cas tu peux le faire en créant une spécialisation (pour T[]), pour gérer ce cas.
Toujours sur les tableaux et pour le premiers cas, on peut aller plus loin. En effet tu réalises une classe gérant une ressource, qu'est ce qui change entre les deux types de ressources ? La facon de la détruire : delte, delete []. On pourrait d'ailleurs imaginer des ressources qui ont un processus de destruction qui peut être plus complexe qu'un simple delete. L'idée pourrait être alors d'ajouter un paramètre optionnel à ton constructeur et/ou ta liste de paramètre template (je te laisse réflechir à la différence que ca introduit et aux éventuelles utilités), qui permettrait de faire cette libération de la ressource. Ainsi au final ta classe s'occuperais principement de savoir quand libérer les ressource, et laisserais cette tâche à ce nouveaux paramètre qui serait alors la politique de destruction.
Ton style de programmation est très défensif je trouve. Les divers vérifications que tu fais devraient plutôt être des assertions à mon avis. Dans le sens où si elles échouent alors c'est une erreur du programmeur.
Je n'ai pas fait attention, mais si tu veux rendre ta classe utilisable en MT, il faut faire attention, entre autre le compteur doit être atomique.
Si tu veux aller plus loin, il y a un chapitre qui traite des pointeurs intelligents dans MC++D, et la lecture du code des pointeurs intelligent de boost (au moins l'interface) et de l'interface proposé dans la bibliothèque standard peut se révéler instructif. (D'ailleurs l'ensmble de mon message s'inspirer de ces 3 ressources)

(*) Je vois bien un intérêt réel, cependant les implémentations actuelles des pointeurs intelligent considèrent que l'utilisateur demande explicitement la gestion de la ressource lorsqu'il construit le pointeur intelligent. Et qu'ainsi si il construit deux fois le pointeur intelligent depuis la même ressource c'est qu'il demande explictement de la gérer deux fois, par contre tant qu'il manipule le pointeur intelligent (copie/affectation) alors elle est bien gérée comme une seule et même ressource.

**gbdivers** · 23/06/2012, 17h33

Pour rappel, JolyLoic avait écrit un tutoriel sur les pointeurs intelligents et présentait une approche pour créer sa propre classe de pointeur : http://loic-joly.developpez.com/tuto...mart-pointers/
A lire

**Flob90** · 23/06/2012, 17h40

<HS>
Il ne faudrait pas faire un MaJ ou une note de bas de page concernant la partie de cet article utilisant les concepts qui auraient du être dans le C++11 et qui n'y sont finalement pas ?
</HS>

**qnop** · 23/06/2012, 19h10

Salut, déjà merci de vos réponses .

1) Pour unique ptr, je pense qu'il possède le même problème que auto_ptr (les copies etc ^^ ).

2) Ha, je pensais qu'il n'étais pas encore standard (pour ça que je code ça)^^.

3) Pour moi, je trouve ça plus facile, mais tu as raison cependant

.

4) J'incrémente la référence donc c'est bon non?

5) C'était plus facile à gérer pour moi ^^ Ton explication est plutôt compliqué pour moi ^^.

6) Le compteur est apparemment bien gérer, je n'ai pas eu de problème avec les recopies ni incrémentations etc pourtant...

7) Les spécialisations, je n'en suis pas encore, sinon oui, j'essayais de reproduire le plus fidèlement possible les pointeurs.

8) Effectivement, c'est une très bonne idée, ça m'aurait enlever pas mal de problème de conception

.

9) Effectivement, je n'y avais pas penser...

10) MT et atomique? Je n'ai pas compris...

11) je ne connais pas MC++D. Pour Boost, d'après ce que j'ai compris, si Linus Torvald à la haine contre le C++, c'est surtout pour des raisons de portabilité à cause de Boost. Sinon, ben, faut voir comment je peux regarder comment est coder et l'interface et le code des pointeurs.

Moralité : Etant donné que les shared_ptr sont standard, je vais utiliser ceux là

.

Pour le tuto, ben je lirais ça plus tard ^^.

**gbdivers** · 23/06/2012, 19h54

2) c'est standard dans la nouvelle norme (et avant cela, c'était dans la norme TR1) et implémenté dans certains compilateur depuis des années (gcc)

10) MT = multithread ; atomique = opération qui ne peut être intérompu avant la fin de son déroulement (wiki)

11) non, parce que c'est un crétin fermé sur son monde

Demande d'avis sur des pointeurs intelligents

C++

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