在接管所有权之前使用std::unique_ptr进行测试

Question

我有一个类，基本上是一个队列，用于在2个线程之间传输动态分配的对象。第一个线程创建这些对象，第二个线程消耗它们。我使用“std::unique_ptr”将对象的所有权从线程1传递到线程2。

实际上，调用将对象放入队列的方法如下：

queue.put(std::move(unique_ptr_to_my_object));

以及签名：

bool Queue::put(std::unique_ptr<T> p);

问题在于put()方法必须检查某些条件来决定是否可以将对象添加到队列中。如果条件为false，则该方法仅返回false以指示无法将对象添加到队列中，但是对象已被销毁，因为所有权已由put()获取。

所以我想知道是否可以像这样重写put()，或者是否有更好的解决方案：

bool Queue::put(std::unique_ptr<T> &ref) {
    if(CANNOT_ADD)
        return false; // ownership remains in the calling function
    std::unique_ptr<T> p = std::move(ref); // we know we can add so take ownership
    /* ... */
}

- James Magnus

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我会将修改后的函数更改为Queue::put(std::unique_ptr<T>&& ref)。 - NathanOliver

@Tyker 不是这样的。它需要一个对 rvalue 的引用。只有在使用它来分配或初始化某些内容时，它才会被移动。请记住，只有移动构造函数或移动赋值运算符才能实际移动某些内容。 - NathanOliver

@NathanOliver 仍然为什么？在这种情况下，您可能确实希望限制为左值引用...否则，如果放置失败，只有一个临时变量留下来。 - Martin Bonner supports Monica

@MartinBonner 为什么要将函数限制在lvalue上？如果我从某个函数中获取了一个unique_ptr，并且不太关心它是否被移动到队列中，为什么我需要先将其变成lvalue。 - NathanOliver

@NathanOliver 嗯，这显然取决于整体要求，但通常这些东西并不完全是通用的。鉴于 OP 担心如果 put 失败会丢失对象，我想建议的用法是那种你应该关心它是否移动到队列中 - 如果失败了，你必须做其他事情。不过我同意，如果只有有时候关心对象，那么你的方法是有道理的。 - Martin Bonner supports Monica

@James 我认为你最初的解决方案实际上是最好的。在失败的情况下返回对象是违反直觉的，并且使用了倒置逻辑（它实际上返回成功的false和失败的true）。我唯一会做出的改变就是将方法tryPut重命名，以便一眼就能看出它可能会失败。 - Peter Ruderman

Answer 1

没问题，另一种选择是:

std::unique_ptr<T> Queue::put(std::unique_ptr<T> p) {
    if (CANNOT_ADD)
        return p; // Ownership returned to caller.
    /* ... */
    return {}; // Return empty nullptr to indicate success.
}

您的方法有一个优点，即如果...中的代码抛出异常，调用方仍然保留所有权。

- Martin Bonner supports Monica

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我认为这样做更好，因为没有条件的所有权转移，这有点痛苦。 - SergeyA

@SergeyA 是的，那也是我的想法，但这真的取决于OP试图解决什么问题。 - Martin Bonner supports Monica

我看到的问题是，put() 的用户仍然可能使用不正确。如果他们调用 put() 并且没有对结果做任何处理，则在条件失败时对象将被静默删除。我更喜欢通过引用传递。除非 put() 显式地接受它，否则所有权归所有者所有。 - Martin York

Answer 2

您可以将函数的签名更改为：

std::unique_ptr<T> Queue::put(std::unique_ptr<T> p);

因此，如果该函数无法接受该对象，则会返回该指针，否则返回nullptr。另一种解决方案是有条件地拥有所有权：

bool Queue::put(std::unique_ptr<T> &&p);

仅在成功时移出对象。在这种情况下，接受右值引用比左值引用更好，原因至少有两个：

1. 您仍然可以传递临时对象。
2. 您需要在调用代码中显式使用 std::move。

尽管您可以在 std::move 后继续使用该指针，但这种变体的可读性较差。

- Slava