我可以为您提供非拥有的共享指针吗？

Question

介绍

这个问题起源于需要一种条件接口。我可能陷入了XY问题，但（底线是）我最终需要一个共享指针，它将根据运行时选择管理或不管理（拥有或不拥有）资源。

目前的工作

以下是关于非拥有共享指针的一些想法

1. Using placement new, eg:

   struct MyStruct {}; 
   MyStruct ms1; 
   std::shared_ptr<MyStruct> sp(new(&ms1) MyStruct); 
   

2. Using a dummy deleter

   std::shared_ptr<MyStruct> spn(new MyStruct, [](MyStruct*){}); 
   

问题

• 是否有标准的建议方式？
• 是否有“不要这样做”的规则？
• 是否至少有更好的方法？

备注

我使用的类布局（其中将使用非拥有共享指针）如下所示：

template<typename T>
struct blah
{
    shared_ptr<T> _m;
};

现在，_m 成员基于运行时的选择可能拥有或不拥有资源。我之所以不使用weak_ptr，是因为_m 实际上可能是一个拥有指针。

- Nikos Athanasiou

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为什么不直接使用 weak_ptr，这就是它的设计目的，或者我有什么地方理解错了吗？ - EdChum

使用 std::weak_ptr，然后可以通过 lock() 提取一个 shared_ptr 作为本地变量来使用资源。 - Niall

@EdChum 智能指针将成为一个类成员。我试图避免使用两个成员（一个weak和一个shared指针）再加上一个标志来知道哪一个是有效的。是否有一种方法始终只有 一个 成员？ - Nikos Athanasiou

@Niall 这不是一段有效/可工作的代码，只是一个编译片段，用来推测使用放置 new 来拥有非拥有智能指针的可能性。问题特别问是否有效或者是否有有效的方法来实现它。 - Nikos Athanasiou

如果两个成员属于同一类（对象），我认为没有必要有两个成员。拥有指针（因此指向父对象）拥有它，此时不需要额外的非拥有成员。@NikosAthanasiou - Niall

我认为weak_ptr是唯一有效的选择。shared_ptr被设计为拥有所有权，如果你不关心对象的管理，那么维护引用计数就没有意义了。使用weak_ptr只需要一个成员变量。当你实际使用对象时，只需使用本地变量锁定它，不需要标志，weak_ptr::lock已经表明是否成功。这既容易又直接，并且安全。 - Damon

Answer 1

placement new 明显是未定义行为，因为在你的代码片段中它会试图删除堆栈上的某些内容。空 deleter 版本可以工作，但会分配一个引用计数块。

诀窍是使用 shared_ptr 的疯狂（好吧，别名）构造函数：

template< class Y > 
shared_ptr( const shared_ptr<Y>& r, T *ptr );

它构造了一个shared_ptr，拥有r所拥有的内容，但指向ptr所指向的内容，即:

std::shared_ptr<MyStruct> sp(std::shared_ptr<MyStruct>(), p);

这是标准保证的 noexcept，不会分配任何内存。标准甚至有一条注释说：

[注：此构造函数允许创建一个空的非空存储指针的shared_ptr实例。—末尾注释]

- T.C.

Answer 2

使用placement new进行构造，析构时会导致未定义行为（可能会崩溃），因为它将在没有使用new创建的对象上立即调用delete。

我建议使用空操作删除器。这种设计可能看起来奇怪，但如果您需要这样的行为（并足够记录文档），它将有效。我曾经在一个项目中使用过类似的方法一段时间，但后来摆脱了对它的需求。

- Angew is no longer proud of SO

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我猜摆脱对它的需求是个大赌注。 - Nikos Athanasiou

绝对是no-op删除器；这就是为什么boost有boost::null_deleter，它曾经被埋在序列化代码中，但现在已经在核心中。当你不得不诉诸于此时，几乎总是不幸的，但如果你不能改变API，你就不能......（编辑）如果你所做的只是尝试拥有一个可能非拥有指针，那么shared_ptr<>就过度了；自己编写方便类，或者使用unique_ptr和保留布尔值的删除器来告诉它是否需要释放。如果在拥有情况下需要共享所有权，则使用shared_ptr即可。 - Stefan Atev