デストラクタパターン

CoddyのCジャーニー「オブジェクト指向プログラミング」セクションの一部。レッスン 13/61。

mallocで作成されたすべてのオブジェクトは、最終的に解放する必要があります。allocationを処理するためにcreate_ functionを書いたのと同様に、cleanupを処理するためにfree_ functionを書きます。これがdestructor patternです。

重要なポイントは、解放はallocation の逆順で行わなければならないということです。constructor が最初に allocated internal members を allocation し、その後に構造体自体を allocation した場合、destructor は最初に構造体の members を free し、その後に構造体を free しなければなりません。

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

void free_person(Person *p) {
    if (p == NULL) return;  // 安全チェック
    free(p->name);          // まず内部メンバーを解放
    free(p);                // 次に構造体自体を解放
}

開始時の NULL チェックにより、誰かが誤って無効なポインターを渡した場合でもクラッシュを防げます。internal の name 文字列を解放した後、構造体自体を解放します。先に p を解放すると、p->name へのアクセスを失い、メモリーリークを引き起こします。

destructor の使用は簡単です：

Person *alice = create_person("Alice", 30);
// ... alice を使用 ...
free_person(alice);  // 完了したらクリーンアップ

このパターンにより、すべての memory が適切に解放されます。これがなければ、作成するすべてのオブジェクトが memory をリークし、最終的にプログラムの実行に必要な memory がなくなってしまいます。

チャレンジ

簡単

Movie モジュールを作成して、オブジェクトの完全なライフサイクル、つまり作成と破棄の両方を示しましょう。割り当てられたすべてのメモリを正しい順序で適切にクリーンアップするデストラクタ関数の記述を練習します。

3つのファイルを作成します。

movie.h: 2つのメンバーを持つ Movie 構造体を Declare します。メンバーは char *title（dynamically allocated な文字列）と int year です。タイトルと年を受け取るコンストラクタ create_movie と、Movie ポインターを受け取るデストラクタ free_movie の両方を Declare します。シンボル MOVIE_H を使用して include ガードを設定します。
movie.c: 両方の関数を Implement します。コンストラクタでは、構造体とその title 文字列のためにメモリを Allocate します（null 終端文字を忘れないでください）。デストラクタでは、メモリの Allocate と逆の順序で Free する必要があります。まず内部の title 文字列を Free し、次に構造体自体を Free します。安全のため、デストラクタの先頭に NULL check を含めます。
main.c: movie を Create し、その information を表示してから、メモリを適切に Clean します。

2つの入力を受け取ります。movie title（文字列）とrelease year（整数）です。

main ファイルでは、create_movie を使用して新しい movie を Create し、その information を表示してから、free_movie を呼び出してすべてのメモリを Free します。Free した後、確認メッセージを表示します。

次の format で出力します。

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

たとえば、入力が Inception と 2010 の場合、出力は次のようになります。

Movie: Inception (2010)
Memory freed

覚えておきましょう。適切なデストラクタの鍵は、逆の順序で Free することです。コンストラクタが first に Allocate したものは last に Free し、last に Allocate したものは first に Free します。

自分で試してみよう

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

int main() {
    char title[100];
    int year;
    
    // 入力を読み取る
    scanf("%[^\n]", title);
    scanf("%d", &year);
    
    // TODO: create_movieを使用して映画を作成する
    
    // TODO: 次の形式で映画情報を出力する:
    // Movie: {title} ({year})
    
    // TODO: free_movieを使用して映画を解放する
    
    // TODO: "Memory freed"を出力する
    
    return 0;
}