Идиомы современного C++

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Разработчику

Идиома — устойчивый приём, который команда узнаёт по имени. В C++ они связывают владение ресурсами, копирование и исключения. Подробности по памяти: 19, по ООП: 14, по стилю проекта: 101.

---

RAII (Resource Acquisition Is Initialization)

Ресурс захватывается в конструкторе, освобождается в деструкторе. Работает при любом выходе из области видимости, в том числе через исключение.

class ScopedFile {
    std::FILE* fp_{};
public:
    explicit ScopedFile(const char* path, const char* mode)
        : fp_(std::fopen(path, mode)) {
        if (!fp_) throw std::runtime_error("open failed");
    }
    ~ScopedFile() { if (fp_) std::fclose(fp_); }
    ScopedFile(const ScopedFile&) = delete;
    ScopedFile& operator=(const ScopedFile&) = delete;
};

Умные указатели — RAII для кучи: unique_ptr, shared_ptr, lock_guard для мьютексов.

Ресурс	Типичная обёртка
Динамическая память	std::unique_ptr
Разделяемая память	std::shared_ptr + weak_ptr против циклов
Мьютекс	std::lock_guard, std::unique_lock
Файл / сокет	свой класс или библиотека

---

Rule of Zero / Three / Five

Если класс не владеет уникальным ресурсом (только значения и стандартные контейнеры), не объявляйте деструктор, копирование и перемещение вручную — компилятор сгенерирует корректные операции (Rule of Zero).

Если владеете (сырой указатель, дескриптор, FILE*), нужны пять специальных функций (или явный = delete):

• деструктор;
• копирующий конструктор и оператор присваивания;
• перемещающий конструктор и оператор присваивания (C++11+).

Иначе — двойное освобождение, утечки, «полураспадающие» объекты после std::move.

---

Copy-and-swap

Безопасное присваивание через копию во временный объект и обмен:

class StringHolder {
    std::size_t size_{};
    char* data_{nullptr};
    void swap(StringHolder& other) noexcept {
        std::swap(size_, other.size_);
        std::swap(data_, other.data_);
    }
public:
    StringHolder& operator=(StringHolder other) {  // по значению
        swap(other);
        return *this;
    }
};

Копирующий конструктор можно реализовать через *this = other. Исключение в середине присваивания не оставляет объект в «полусломанном» состоянии — сильная гарантия.

---

Move-and-swap

Для типов с дорогим копированием и дешёвым перемещением:

• перемещающий конструктор забирает ресурсы у источника (источник — в валидном «пустом» состоянии);
• перемещающее присваивание: other перемещают во временный, затем swap с *this.

Помечайте перемещение noexcept, если оно не бросает: иначе std::vector при росте выберет копирование вместо перемещения.

---

Идиома «удалить через алгоритм» (remove + erase)

std::remove / std::remove_if не сжимают контейнер — они сдвигают «живые» элементы в начало и возвращают итератор на новый «логический» конец. Размер нужно уменьшить вручную:

std::vector<int> v{1, 2, 3, 2, 4};
v.erase(std::remove(v.begin(), v.end(), 2), v.end());
// v == {1, 3, 4}

В C++20 то же через ranges: Диапазоны и представления.

---

PIMPL (Pointer to Implementation)

Скрывает детали реализации за указателем на неполный тип — ускоряет пересборку и стабилизирует ABI библиотеки:

// widget.hpp
class Widget {
    struct Impl;
    std::unique_ptr<Impl> impl_;
public:
    Widget();
    ~Widget();
    void draw();
};

Деструктор объявляют в .cpp, где тип Impl полный.

---

Enum class и явные преобразования

enum class Status { Ok, Error }; — не смешивается с int без static_cast. Для флагов — enum class с операторами или std::byte + маски.

---

std::optional вместо «магических» значений

Возврат «нет результата» через std::optional<T> понятнее, чем -1, nullptr или пустая строка с особым смыслом. См. 16.

---

Не бросать из деструктора

Если деструктор бросает исключение при раскрутке стека — std::terminate. Деструкторы должны быть noexcept по умолчанию (для многих типов — неявно). Освобождение в деструкторе — только небросающие операции или try/catch с логированием (крайний случай).

---

Сводная таблица «когда что»

Задача	Идиома
Файл, мьютекс, GPU-буфер	RAII
Класс с new внутри	Rule of Five + умные указатели
Оператор = с сильной гарантией	Copy-and-swap
vector элементов с ресурсом	Move + noexcept
Удалить элементы по условию	remove-erase
Скрыть реализацию в .so	PIMPL
Опциональный результат	optional

---

Дальше

• Конвейеры данных без лишних копий: 31
• Vulkan и дескрипторы GPU: 29
• Самопроверка: 999, задачи: 1008

---