Algum humor e C++ Design Patterns (parte 2)

Apresentei a vocês uma implementação de Singleton que eu chamei de Typleton. Eu também lhes falei que Typleton possui um erro muito sutil que impede que essa classe seja um verdadeiro Singleton. Uma vez que precisamos de um verdadeiro Singleton para implementar a Injeção de Dependência, precisamos entender tal erro e resolvê-lo.

Programadores C++ experientes podem perceber o erro em Typleton logo à primeira vista (veja o código no post anterior). Mas nem todo mundo consegue. Então precisamos ver o erro em tempo de execução. Veja o código abaixo: Vamos usar o código apresentado na figura 2 para examinar melhor Typleton. Como você pode ver, na primeira linha, incluímos o arquivo de cabeçalho iostream. Sem ele, não podemos apresentar uma saída de dados para o programa. E um programa de testes sem saída de dados é como um carro sem rodas: inútil. Na segunda linha nós incluímos o Typleton.h, que nós definimos na página anterior desse artigo. Na quarta linha, importamos o namespace padrão do Standard C++, std, para evitar nomes qualificados completos de variáveis, então, começamos a função principal. A função principal é tão simples quanto um jogo-da-velha. Simplesmente instanciamos o template Typleton várias vezes chamando pela sua função access e mostrando o endereço de memória do ponteiro retornado.

Quando compilamos e rodamos o programa podemos ver uma saída similar à mostrada na Figura 3, abaixo: Na figura 3, acima, eu fui cuidadoso o suficiente para mascarar algumas informações pessoais que aparecem no prompt do shell do meu computador. De outra forma, algumas pessoas mal intencionadas poderiam me encontrar e me matar - para dizer que estou apenas tentando não ser paranóico.

Como pode ser visto na Figura 3, as primeiras linhas, antes da chamada a $ ./Typleton, mostram informações de compilação do programa. Typleton pertence a um projeto maior, que eu compilo usando CMake. Meu objetivo é explicar esse projeto inteiro nestes tutoriais de padrões de programação C++ - então você pode esperar por um monte de artigos, ainda.

Depois da chamada ao programa Typleton, nós vemos a sua saída de dados. Então, finalmente, podemos ver o bug: Quando instanciamos o template Typleton com um tipo específico, no caso acima int, ele se comporta como um Singleton, obtemos dele apenas um ponteiro para o objeto armazenado no endereço 1048944.

Mas se instanciamos Typleton novamente, com outro tipo (double, como mostrado na Figura 2), nós obtemos outra instância de Typleton, o objeto armazenado no endereço 1048912! Se você se lembra do que discutimos sobre templates C++ no post anterior, então sabemos que cada instância de um template é uma classe completamente nova para o compilador. Então, no caso de Typleton, essa classe template é, de fato, um Singleton para cada tipo que ela é instanciada.

Mas sendo um template ou não, um Singleton precisa ser instanciado uma vez, e apenas uma única vez, no programa inteiro. Portanto, Typleton não é um Singleton de verdade. Ele se comporta como um Singleton, para cada tipo com o qual o instanciamos, mas a classe, como um todo, não é um Singleton, no final das contas. Uma vez que eu achei o comportamente dessa classe bastante interessante e, de certa forma, útil, mantive-a na minha biblioteca, mas me lembrando de que ela não é um verdadeiro Singleton.

Como transformar Typleton em um verdadeiro Singleton? A resposta é uma nova classe que eu chamei de Templeton. Mas isso é assunto apenas para a próxima página.