Destruktor-Muster

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der C-Journey von Coddy. Lektion 13 von 61.

Jedes mit malloc erstellte Objekt muss schließlich freigegeben werden. So wie wir eine create_-Funktion geschrieben haben, um die Zuweisung zu verwalten, schreiben wir eine free_-Funktion, um die Bereinigung zu verwalten. Dies ist das Destruktor-Muster.

Die entscheidende Erkenntnis ist, dass die Freigabe in der umgekehrten Reihenfolge der Speicherzuweisung erfolgen muss. Wenn dein Konstruktor zuerst interne Member und anschließend die Struktur selbst reserviert hat, muss dein Destruktor zuerst die Member der Struktur und danach die Struktur freigeben:

typedef struct {
    char *name;
    int age;
} Person;

void free_person(Person *p) {
    if (p == NULL) return;  // Sicherheitsprüfung
    free(p->name);          // Zuerst internes Mitglied freigeben
    free(p);                // Dann die Struktur selbst freigeben
}

Die Prüfung auf NULL am Anfang verhindert Abstürze, falls jemand versehentlich einen ungültigen Zeiger übergibt. Nachdem wir die interne name-Zeichenkette freigegeben haben, geben wir die Struktur selbst frei. Wenn wir zuerst p freigeben würden, würden wir den Zugriff auf p->name verlieren und ein Speicherleck verursachen.

Die Verwendung des destructors ist unkompliziert:

Person *alice = create_person("Alice", 30);
// ... alice verwenden ...
free_person(alice);  // Aufräumen, wenn fertig

Dieses Muster stellt sicher, dass der gesamte Speicher ordnungsgemäß freigegeben wird. Ohne dieses Muster würde jedes von dir erstellte Objekt Speicher verlieren, bis deinem Programm der Speicher ausgeht.

Aufgabe

Einfach

Erstelle ein Movie-Modul, das den vollständigen Lebenszyklus eines Objekts veranschaulicht: sowohl seine Erstellung als auch seine Zerstörung. Du übst das Schreiben einer Destruktorfunktion, die den gesamten reservierten Speicher in der richtigen Reihenfolge ordnungsgemäß freigibt.

Du erstellst drei Dateien:

movie.h: Deklariere eine Movie-Struktur mit zwei Mitgliedern: char *title (eine dynamisch reservierte Zeichenkette) und int year. Deklariere sowohl einen Konstruktor create_movie, der einen Titel und ein Jahr entgegennimmt, als auch einen Destruktor free_movie, der einen Movie-Zeiger entgegennimmt. Verwende Include-Schutz mit dem Symbol MOVIE_H.
movie.c: Implementiere beide Funktionen. Dein Konstruktor sollte Speicher für die Struktur und ihre Titelzeichenkette reservieren (vergiss das Nullterminierungszeichen nicht). Dein Destruktor muss den Speicher in umgekehrter Reihenfolge der Reservierung freigeben: zuerst die interne title-Zeichenkette, dann die Struktur selbst. Füge aus Sicherheitsgründen am Anfang deines Destruktors eine NULL-Prüfung ein.
main.c: Erstelle einen Film, gib seine Informationen aus und räume anschließend den Speicher ordnungsgemäß auf.

Du erhältst zwei Eingaben: den Filmtitel (eine Zeichenkette) und das Veröffentlichungsjahr (eine Ganzzahl).

Verwende in deiner Hauptdatei create_movie, um einen neuen Film zu erstellen, gib seine Informationen aus und rufe anschließend free_movie auf, um den gesamten Speicher freizugeben. Gib nach der Freigabe eine Bestätigungsnachricht aus.

Gib die Ausgabe in diesem Format aus:

Movie: {title} ({year})
Memory freed

Beispielsweise würde die Ausgabe bei den Eingaben Inception und 2010 folgendermaßen aussehen:

Movie: Inception (2010)
Memory freed

Denke daran: Der Schlüssel zu einem ordnungsgemäßen Destruktor besteht darin, den Speicher in umgekehrter Reihenfolge freizugeben. Was dein Konstruktor zuerst reserviert, wird zuletzt freigegeben, und was er zuletzt reserviert, wird zuerst freigegeben.

Probier es selbst

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "movie.h"

int main() {
    char title[100];
    int year;
    
    // Eingabe lesen
    scanf("%[^\n]", title);
    scanf("%d", &year);
    
    // TODO: Erstelle einen Film mit create_movie
    
    // TODO: Gib die Filminformationen im Format aus:
    // Film: {title} ({year})
    
    // TODO: Gib den Film mit free_movie frei
    
    // TODO: Gib "Memory freed" aus
    
    return 0;
}