Albert Makhmutov - Идиомы и стили С++
Бывает особенно приятно, когда занимаешься теорией. Занимаешься, думаешь: "ну никакой связи с жизнью, хоть бы минимум пользы"… и вдруг раз! и польза является во всей своей красе, блистая в лучах солнца и хрустя пачками денег. Что чувствовал Менделеев, когда после долгих изысканий, жутких таблиц, являвшихся ему в ночных кошмарах, вдруг получил-таки нормальную, не паленую, 40-градусную водку? Или Эйлер, когда, после терзаний и депрессий, извлек таки сопротивляющийся, визжащий и цепляющийся щупальцами и жвалами квадратный корень из минус единицы? К чему это я? А вот к чему: концепция smart-указателей может предложить простые и прозрачные решения для некоторых сложных задач; и если Вы считаете, что поддержка транзакций (а так же многоуровневой отмены и повтора) есть сложная задача, то смарты помогут Вам с замечательной легкостью.
Вспомним для начала, что делает транзакция:
1. Если транзакция началась, то все изменения в ней либо вносятся вместе, либо не вносятся вообще (это вообще определение транзакции).
2. Если клиент начал и не завершил транзакцию, то другие клиенты не видят его изменений.
3. Две транзакции не могут одновременно изменять одни и те же данные.
Начнем с первого пункта. Если мы хотим закрепить или отменить проведенные изменения, нужно хранить состояние объекта на заданный момент - начало транзакции, и в момент принятия решения или уничтожать предыдущее состояние (закрепление) или возвращаться к нему (отмена). Пусть обслуживанием занимается smart-указатель. Кладем в него два указателя - один на текущий объект, а второй - на объект, представляющий его предыдущее состояние, и три функции - старт, закрепление, отмена.
#include ‹iostream.h›
// Некий скромный класс.
class CSomeClass {
public:
int x;
int y;
};
// Его оплетка: smart-pointer с поддержкой отмены.
class CSimpleTr {
public:
CSomeClass* that; // текущее значение
CSomeClass* previos; // предыдущее значение
public:
// конструктор-деструктор-присваивание-копирование
CSimpleTr(): previos(NULL), that(new CSomeClass) {}
CSimpleTr(const CSimpleTr& _st): that(new CSomeClass(*(_st.that))), previos(NULL) {}
~CSimpleTr() {delete that; delete previos;}
CSimpleTr& operator=(const CSimpleTr& _st) {
if (this!=&_st) {
delete that;
that = new CSomeClass(*(_st.that));
}
return *this;
}
// начало транзакции
void BeginTrans() {
delete previos;
previos = that;
that = new CSomeClass(*previos);
}
// закрепление
void Commit() {
delete previos;
previos = NULL;
}
// отмена транзакции
void Rollback() {
if (previos != NULL) {
delete that;
that = previos;
previos = NULL;
}
}
// реализация указателя
CSomeClass* operator-›() { return that; }
};
int main (void) {
// проверим быстренько
CSimpleTr lvPair;
lvPair-›x = 5;
lvPair-›y = 8;
lvPair.BeginTrans();
lvPair-›x = 7;
lvPair-›y = 11;
lvPair.Rollback();
lvPair.BeginTrans();
lvPair-›x = 7;
lvPair-›y = 11;
lvPair.Commit();
return 0;
}
Что может быть проще? Семантика значений, очевидно. Классы должны иметь полный набор обязательных функций, как обычно; в нашем случае класс CSomeClass больно уж тривиален, поэтому сойдет и так. Класс CSimpleTr имеет смысл переписать в виде шаблона, если не хотите его заново переписывать для каждого нового клиента, да еще добавить функцию isStarted(). Функциональность на Ваш вкус и фантазию. MTS, например, восстановит отмененную транзакцию, если Вы после отмены сделаете закрепление: SetAbort(); SetComplete(); сработает так, как будто SetAbort(); не было вовсе.
Шаг 23 - Классы объектов, поддерживающие транзакции. Продолжение.
Раз уж взялись, что мешает вставить в наш умный указатель с поддержкой отмены не один, а несколько предыдущих состояний объекта? Ничего. Только чтобы потом несколько раз не переделывать, решим несколько чисто технических моментов:
1. Какую структуру будем использовать в качестве коллекции состояний? Можно взять стек, можно кольцевой буфер, а можно и карту (словарь, хэш-таблицу); стек явно проще, зато за кольцевым буфером можно не следить вообще, пусть устаревшие состояния пропадают бесследно (конечно по желанию).
2. Определимся с семантикой. Смешивать значения и указатели не стоит, верный путь заработать себе геморрой. У меня не оказалось под рукой подходящего стека, и я написал для этого Шага два варианта - один хранит значения, другой - указатели; первый стек сначала казался проще, но использующий его класс указателя оказался ощутимо сложнее по простой причине - функции стека с указателями могут возвращать NULL, а это совсем немало.
3. Оформим все в виде шаблонов; вообще контейнеры просто просятся быть шаблонами, а smart-указатели несомненно являются контейнерами.
Код ниже, а сейчас пояснения:
Класс CType просто проверочный, чтобы вкладывать в шаблоны; так проще отлаживать шаблон: сначала сделать контейнер-не-шаблон для класса Type, а потом просто приписать сверху объявления строку template‹Type›. Шаблон класса ampstack‹Type› - шаблон стека указателей; push сохраняет указатель, pop достает верхний указатель, isEmpty проверяет на пустоту, emptyAll очищает.
Шаблон класса MLTrans - наконец тот, который нам нужен. Указатель that хранит текущее значение, Push сохраняет текущее значение, PopOne делает однократную отмену, Rollback отменяет все изменения, до первоначального, Commit удаляет историю.
// Это маленький класс для проверки
class CType {
int a;
public:
void set (int _a) { a=_a; }
int get (void) { return a; }
};
// Шаблон стека
template ‹class Type›
class ampstack {
private:
int iTop; // верх стека
int iSize; // размер стека
Type** array; // массив указателей
public:
// Конструктор-деструктор
ampstack(int size=10) : iTop(0), iSize(size), array(new Type*[size]) {}
~ampstack() {
for (int iCounter = 0; iCounter ‹ iTop; iCounter ++)
if (*(array+iCounter)!= NULL) delete *(array+iCounter);
delete[] array;
}
// Управление стеком
// Направить указатель в стек
void push (Type* _t) { array[iTop++]=_t; }
// Вынуть указатель из стека
Type* pop (void) {
if (iTop == 0) return NULL;
else return array[--iTop];
}
// Стек пуст?
int isEmpty (void) { return iTop==0; }
// Очистить стек
void emptyAll (void) {
for (int iCounter = 0; iCounter ‹ iTop; iCounter ++)
if (*(array+iCounter)!= NULL) delete *(array+iCounter);
iTop = 0;
}
};
// Шаблон класса с многоуровневой отменой
template ‹class Type›
class MLTrans {
typedef ampstack‹Type› stack;
private:
Type* that; // Текущее значение
stack history; // контейнер предыдущих значений
public:
// конструктор-деструктор
MLTrans(): that(new Type) {}
~MLTrans () { delete that; }
// Сохранение текущего значения, aналог SAVE TRANSACTION в SQL серверах
void Push() {
history.push(that);
that = new Type(*that);
}
// удаление промежуточных состояний
void Commit () { history.emptyAll(); }
// Откат на одну позицию; уничтожает текущее значение.
void PopOne() {
if (!history.isEmpty()) {
delete that;
that = history.pop();
}
}
// Откат к началу транзакции.
void Rollback() {
Type* old = history.pop();
Type* older = NULL;
if (old!= NULL) {
while ((older = history.pop())!= NULL) {
delete old;
old = older;
}
delete that;
that = old;
}
}
// Переопределенный operator-›
Type* operator-›() { return that; }
}
// проверим работу
int main() {
int t;
MLTrans‹CType› a;
a-›set(5);
t = a-›get();
a.Push();
a-›set(6);
t = a-›get();
a.Push();
t = a-›get();
a-›set(7);
t = a-›get();
a.Push();
t = a-›get();
a-›set(9);
t = a-›get();
// a.Push();
