让TList类型安全

核心提示：在VCL中包含有一个TList类，相信很多朋友都使用过，让TList类型安全，它可以方便的维护对象指针，所以很多朋友都喜欢用它来实现控件数组，以及类型安全的，假如使用STL，不幸的是，这个TList类有一些问题

　　在VCL中包含有一个TList类，相信很多朋友都使用过，它可以方便的维护对象指针，所以很多朋友都喜欢用它

来实现控件数组。不幸的是，这个TList类有一些问题，其中最重要就是缺乏类型安全的支持。

这篇文章介绍如何从TList派生一个新类来实现类型安全，并且能自动删除对象指针的方法。

TList的问题所在

对于TList的方便性这里就不多说，我们来看一下，它到底存在什么问题，在Classes.hpp文件中，我们可以看到函数的原型是这样申明的：

int __fastcall Add(void * Item);

编译器可以把任何类型的指针转换为void*类型，这样add函数就可以接收任何类型的对象指针，这样问题就来了，假如你仅维护一种类型的指针也许还看不到问题的潜在性，下面我们以一个例子来说明它的问题所在。假设你想维护一个TButton指针，TList当然可以完成这样的工作但是他不会做任何类型检查确保你用add函数添加的一定是TButton*指针。

TList *ButtonList = new TList;　　　　// 创建一个button list

ButtonList->Add(Button1);　　　　　　 // 添加对象指针
ButtonList->Add(Button2);　　　　　　 //
ButtonList->Add( new TButton(this));　// OK so far

ButtonList->Add(application);　　　　 // Application不是button
ButtonList->Add(Form1);　　　　　　　 // Form1也不是
ButtonList->Add((void *)534);
ButtonList->Add(Screen);

上面的代码可以通过编译运行，因为TList可以接收任何类型的指针。

当你试图引用指针的时候，真正的问题就来了：

TList *ButtonList = new TList;
ButtonList->Add(Button1);
ButtonList->Add(Button2);
ButtonList->Add(Application);

TButton *button = reinterPRet_cast<TButton *>(ButtonList->Items[2]);
button->Caption = "I hope it's really a button";

delete ButtonList;

相信你已经看到了问题的所在，当你需要取得指针引用的时候TList并不知道那是个什么类型的指针，所以你需要转换，但谁能保证ButtonList里一定是Button指针呢？你也许会马上想到使用dynamic_cast来进行转化。

不幸再次降临，dynamic_cast无法完成这样的工作，因为void类型的指针不包含任何类型信息，这意味着你不能使用这样的方法，编译器也不答应你这样做。

dynamic_cast不能使用了，我们唯一的方法就是使用reinterpret_cast，不过这个操作符同以前c的强制类型转换没有任何区别，它总是不会失败，你可以把任何在任何指针间转换。这样你就没有办法知道List中是否真的是我们需要的Button指针。在上面的代码片断中，问题还不是非常严重，我们试图转换的指针是Application，当我们改变Caption属性的时候，最多把标题栏的Caption属性改了，可是假如我们试图转换的对象没有相应的属性呢？

TList的第二个问题是，它自动删除对象指针的功能，当我们析构TList的时候，它并不能自动释放维护的指针数组的对象，很多时候我们需要用手工的方法来完成这样一件事情，下面的代码片断显示了如何释放他们：

TList *ButtonList = new TList;　　　　　// create a list of buttons

ButtonList->Add(new TButton(Handle));　 // add some buttons to the list
ButtonList->Add(new TButton(Handle));
ButtonList->Add(new TButton(Handle));
ButtonList->Add(new TButton(Handle));

...
...

int nCount = ButtonList->Count;
for (int j=0; j<nCount; j++)
　　delete ButtonList->Items[j];

delete ButtonList;

（译注：上面的代码有问题，应该是for(int j=nCount-1;j>=0;j--),及要反过来循环，否则可能出现AV）

表面上看来，上面的代码能很好的工作，但是假如你深入思考就会发现潜在的问题。Items[j]返回的是一个void指针，这样delete语句将会删除void指针，但是删除void指针与删除TButton指针有很大的不同，删除void指针并不会调用对象的析构器，这样存在于析构器中的释放内存的语句就没有机会执行，这样将造成内出泄漏。

完了能完全的删除对象指针，你必须让编译器知道是什么类，才能调用相应的析构器。好在VCL的析构器都是虚拟的，你可以通过转换为基类来安全的删除派生类。比如假如你的List里包含了Button和ComboBox，有可以把他们转换为TComponent、TControl、TWinControl来安全的删除他们，示例代码如下：

TList *ControlList = new TList;

ControlList->Add(new TButton(Handle));
ControlList->Add(new TEdit(Handle));
ControlList->Add(new TComboBox(Handle));

int nCount = ControlList->Count;
for (int j=nCount; j>=0; j--)
　　delete reinterpret_cast<TWinControl *>(ControlList->Items[j]);

delete ControlList;

上面的代码可以安全的删除任何从TwinControl派生的子类，但是假如是TDatset呢？TDataSet并不是从TWinControl继续的，这样delete将调用TWinControl的析构器，这同样可能造成运行时的错误。

改进TList

通过上面的论述，我们已经大概了解了TList需要如何改进。假如TList知道它处理的对象的类型，大多数的问题就解决了。下面的代码就是为了这个目标来写的：

#ifndef TTYPEDLIST_H
#define TTYPEDLIST_H

#include <classes.hpp>

template <class T>
class TTypedList : public TList
{
private:
　　bool bAutoDelete;
protected:
　　T* __fastcall Get(int Index)
　　{
　　　　return (T*) TList::Get(Index);
　　}

　　void __fastcall Put(int Index, T* Item)
　　{
　　　　TList::Put(Index,Item);
　　}

public:
　　__fastcall TTypedList(bool bFreeObjects = false)
　　　:TList(),
　　　 bAutoDelete(bFreeObjects)
　　{
　　}

　　// 注重：没有析构器，直接调用Delete来释放内存
　　//　　　 而且Clean时虚拟的，你知道怎么做了？

　　int __fastcall Add(T* Item)
　　{
　　　　return TList::Add(Item);
　　}

　　void __fastcall Delete(int Index)
　　{
　　　　if(bAutoDelete)
　　　　　　delete Get(Index);
　　　　TList::Delete(Index);
　　}

　　void __fastcall Clear(void)
　　{
　　　　if(bAutoDelete)
　　　　{
　　　　　　for (int j=0; j<Count; j++)
　　　　　　　　delete Items[j]; //（译注：这行代码同样存在上面提到的问题）
　　　　}
　　　　TList::Clear();
　　}

　　T* __fastcall First(void)
　　{
　　　　return (T*)TList::First();
　　}

　　int __fastcall IndexOf(T* Item)
　　{
　　　　return TList::IndexOf(Item);
　　}

　　void __fastcall Insert(int Index, T* Item)
　　{
　　　　TList::Insert(Index,Item);
　　}

　　T* __fastcall Last(void)
　　{
　　　　return (T*) TList::Last();
　　}

　　int __fastcall Remove(T* Item)
　　{
　　　　int nIndex = TList::Remove(Item);
　　　　// 假如bAutoDelete is true，我们将自动删除item
　　　　if(bAutoDelete && (nIndex != -1))
　　　　　　delete Item;
　　　　return nIndex;
　　}

　　__property T* Items[int Index] = {read=Get, write=Put};
};

#endif



实例代码
//----------------------------------------------------------------------------
// 示例代码1

#incude "typedlist.h"

void __fastcall TForm1::CreateButtons()
{
　　// false，不自动删除
　　TTypedList <TButton> *ButtonList = new TTypedList <TButton>(false);

　　ButtonList->Add(new TButton(this));
　　ButtonList->Add(new TButton(this));
　　ButtonList->Add(new TButton(this));

　　// ButtonList->Add(Application);　<<-- 无法通过编译

　　for (int j=0; j<ButtonList->Count; j++)
　　{
　　　　ButtonList->Items[j]->Caption = "Button" + IntToStr(j);
　　　　ButtonList->Items[j]->Left　　= 250;
　　　　ButtonList->Items[j]->Top　　 = 50 + j*25;
　　　　ButtonList->Items[j]->Parent　= this;
　　}

　　delete ButtonList;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// 实例代码2

#incude "typedlist.h"

void __fastcall TForm1::CreateButtons()
{
　　typedef TTypedList <TButton> TButtonList;

　　TButtonList *ButtonList = new TButtonList(true);
　　ButtonList->Add(new TButton(this));
　　...
　　delete ButtonList;
}

//----------------------------------------------------------------------------
// Code Example 3: A list of tables and queries

#incude "typedlist.h"

void __fastcall TForm1::OpenDataSets()
{
　　typedef TTypedList <TDataSet> TDataSetList;

　　TDataSetList *list = new TDataSetList(false);
　　list->Add(Table1);
　　list->Add(Table2);
　　list->Add(Table3);
　　list->Add(Query1);

　　for (int j=0; j<list->Count; j++)
　　　　list->Items[j]->Active = true;

　　delete list;
}

通过使用模板技术,我们把问题消灭在了编译时期,而且也提供了自动删除的机制，又由于上面的代码使用了内联技术（inline)，所以也没有牺牲代码的效率。

建议你使用STL

通过上面的代码论述，很多初学者可能会害怕，没有类型安全，没有自动删除机制，改代码又那么麻烦，有没有更简单的方法？答案是STL，STL是轻便的，高弹性，高度复用性的，以及类型安全的。假如使用STL，TList的替代品是Vector。