c – 使用智能指针建模所有权的含义

2024年1月24日 189次阅读

我目前正在手动管理项目中对象的生命周期.我正在考虑切换到智能指针,特别是tr1 :: shared_pointer和tr1 :: weak_ptr.但是,我看到了一些问题,并希望得到一些关于最佳实践的意见.

考虑以下类图：

在此图中,粗箭头表示与所有权语义的关联(源负责删除目标或目标).细箭头表示没有所有权的关联.

根据我的理解,实现与所有权语义的关联的一种方法是使用tr1 :: shared_ptr(或其集合).可以使用tr1 :: shared_ptr或tr1 :: weak_ptr实现其他关联.如果前者可能导致循环引用,则禁止前者,因为这会妨碍资源的正确释放.

如您所见,Edge和Side类之间存在一系列关联.我可以通过使用tr1 :: weak_ptrs实现Edge到Side的“左”和“右”关联来轻松解决这个问题.但是,我更喜欢使用智能指针在代码中记录关联的所有权语义.因此,我想将shared_ptrs仅用于图中粗箭头表示的关联,而将weak_ptrs用于其他所有内容.

现在我的第一个问题是：我应该如上所述大量使用weak_ptrs,还是应该尽可能少地使用它们(只是为了避免循环引用)？

接下来的问题是：假设我有一个函数来计算一组顶点的平均值.进一步假设我已经实现了从Polyhedron到Vertices的关联,如下所示：

class Vertex;
class Polyhedron {
protected:
    std::vector<std::tr1::shared_ptr<Vertex> > m_vertices;
};

并且我已经实现了从Side到其顶点的关联,如下所示：

class Vertex;
class Side {
protected:
    std::vector<std::tr1::weak_ptr<Vertex> > m_vertices;
};

请注意,Side的顶点集是多面体顶点集的子集.现在假设我有一个函数来计算一组顶点的平均值.该函数目前声明如下：

const Vertex centerOfVertices(std::vector<Vertex*> vertices);

现在,如果我代表上面的关联,如果我理解正确的话,我突然需要两个函数：

const Vertex centerOfVertices(std::vector<std::tr1::shared_ptr<Vertex> > vertices);
const Vertex centerOfVertices(std::vector<std::tr1::weak_ptr<Vertex> > vertices);

因为我无法在shared_ptr的向量和weak_ptr的向量之间进行转换.这闻起来很有趣.我想知道我应该采取什么方法来避免这种情况.

最佳答案

However, I would prefer using the smart pointers to document, in code, the ownership semantics of the associations.

你应该的.毕竟,这就是他们完美表达的.

So I would like to use shared_ptrs only for the associations represented by thick arrows in the diagram, and weak_ptrs for everything else.

只需一点需要注意：您的所有权并不像共享所有权那样,它是简单,独特的所有权.因此,这里适当的智能指针不是shared_ptr而是std :: unique_ptr,而弱指针则只是原始指针.

Now if I represent the associations as above, I suddenly need two functions …

是.好吧,或者你使用模板.

或者,由于该函数实际上并不感兴趣共享所有权,您可以将原始指针传递给它,但这当然意味着首先从您的结构中获取原始指针,这需要为客户端增加一步,这可能不会对界面有好处.

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