句柄类（handle class)（一）

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问题：对于某些类来说，能够避免复制其对象是很有好处的。因为有可能对象太大，复制起来消耗太大。也有可能每个对象代表一种不能被轻易复制的资源，譬如文件等等情况。需要有一种方法，让我们在避免某些缺点（缺乏安全性）的同时能够获取指针的某些优点。尤其是在保持多态性的前提下，避免复制对象的代价，因此我们引入句柄类来解决这一问题。

以一个简单的类作为例子。

关于这个类有必要做三点说明

1.如果使用 Point(int x = 0, int y = 0): xval(x), yval(y) {}

来代替上述的两个构造函数，毫无疑问，可以只需给出x的值便可以构造一个Point对象。而这样做几乎可以肯定是错的。因为一个点不可能只通过x的值就能确定。

2.重载了x和y成员函数

3.之所以将修改类的对象的成员函数的返回值设置为Point&，是因为这样做便可以连续调用该函数以修改对象。如果P是Point的一个对象，那么便可以使用P.x(2).y(2)的形式修改对象。

接下来我们要考虑的是如何将Point对象绑定到句柄。

之所以使用句柄，原因之一是为了避免不必要的对象复制。也就是说得允许多个句柄绑定到单个对象上。将handle类直接绑定到对象P上，那么handle最好与P的内存分配和释放无关。考虑这样的情况，Handle h（P）；如果这样直接绑定，一旦P被删除，Handle会怎样呢？显然，删除P之后应该使Handle无效，那么Handle如何知道P被删除了呢？或者说，应该同时删除Handle吗？如果P是一个局部变量，那么P就会被删除两次，Handle离开时一次，P超出自己作用域一次。

因此，handle应该“控制”它所绑定的到的对象，也就是说handle应该创建和销毁对象。有两种可能的选择：

1.Handle h0（123， 456）即把用于创建Point的参数传给这个handle。

2.Handle h（p) 即创建自己的Point对象并把它赋给一个handle去进行复制。

简单的实现：

引用计数型句柄

我们必须了解有多少个句柄绑定在同一对象上，只有这样才能确定应当在何时删除对象。借鉴智能指针tr1::shared_ptr的工作机制，我们使用引用计数来达到这个目的。当然这个引用计数不能是句柄的一部分。我们必须重新定义一个类来容纳一个引用计数和一个Point对象。这个类纯粹是为了实现而设计的。

到这我们可以回到Handle类，来完成成员函数的设计。

接下来我们再考虑最后一个问题，我们的句柄是需要值语义还是指针语义。看下面的例子

Handle h(3,4);

Handle h2 = h;

h2.x(5);

int n = h.x();

如果希望句柄为值语义，则在这个例子中，我们希望n等于3。即绑定到同一对象的句柄互不影响。如果采用指针语义则是相反的情况。因此有以下两种实现方式。

指针语义：

值语义:

需要注意的是，原来Handle的引用计数可能不为1，所以需要保证新的Handle引用计数为1。这就意味着我们需要在UPoint这个类中添加一个私有成员函数，来设置引用计数。

上面的代码运用了一种叫做写时复制（copy on write），其优点是只有在绝对必要时才进行复制，从而避免了不必要的复制，而且额外开销也只有一点点。