C++：删除被两个指针引用的对象

Question

我想知道在C++中是否有一种优雅的方法来解决以下问题：

我有一个模拟器应用程序，其中包含通过通道连接的多个组件。通道可以是网络通道（需要两个应用程序实例）或虚拟本地通道。有两个接口：IChannelIn和IChannelOut以及两个对应的变量：

IChannelIn* in;
IChannelOut* out;

DummyChannel 是一个同时实现了 IChannelIn 和 IChannelOut 接口的类。它只是将输入复制到输出。此外，还有 TCPChannelIn: public IChannelIn 和单独的 TCPChannelOut: public IChannelOut。

现在，根据用户的选择，我要么创建一个 DummyChannel

DummyChannel* d = new DummyChannel;
in = d;
out = d;

或者是两个单独的对象：in = new TCPChannelIn; out = new TcpChannelOut 问题是：析构函数应该做什么？

~App::App()
{
    delete in;
    delete out;
}

出现错误的原因是delete in;删除了虚拟通道d，导致delete out删除了已经被删除的东西。

有没有一种优雅的解决方法呢？

- danatel

Answer 1

您需要类似以下内容的东西：

~App::App()
{
    if (in != out)
    {
        delete out;
    }
    delete in;
}

当通道不同时，指针也将不同。

然而，正如danatel在评论中指出的那样，in和out是不可比较的。一个安全（但不太优雅）的解决方案是使用一个dummy标志。如果in和out被设置为虚拟通道，则析构函数将变为：

~App::App()
{
    if (!dummy)
    {
        delete out;
    }
    delete in;
}

虽然我对此并不满意。

目前我能看到的唯一解决方案是更改 IChannelIn 和 IChannelOut 的定义，以便可以安全比较它们。

- ChrisF

---

不能直接比较输入和输出，它们是不同类型的（IChannelIn 和 IChannelOut）。即使它们的地址也不同，因为在 in = d 之后，in 指向 d 的子对象。 - danatel

从您发布的代码中，我不明白为什么in和out都被设置为d（新的DummyChannel）。还有其他的因素吗？ - ChrisF

DummyChannel是公共的IChannelIn和公共的IChannelOut。但是IChannelIn和IChannelOut是不相关的类。DummyChannel不是IChannelIn的父类，相反，IChannelIn是DummyChannel的父类。 - danatel

啊，我明白了。现在不确定该建议什么 - 我猜你不能改变你的设计。 - ChrisF

Answer 2

如果你正在使用boost，可以考虑使用boost::shared_ptr。这将在最后一个实例被释放时自动删除对象。

- Stephen Nutt

---

我在这个项目中没有使用boost。我将来会考虑使用boost，但这次，增加另一个依赖项并不值得。 - danatel

在这种情况下，请使用std::tr1::shared_ptr。它不是boost（好吧，在某些实现中它是boost::shared_ptr，但无论如何它都是即将到来的标准的一部分）。 - David Rodríguez - dribeas

我正在使用Visual Studio 2005。不确定它是否编译tr1。 - danatel

std::auto_ptr没有引用计数。因此，如果您为同一对象创建两个auto_ptr实例，则它们都将在其d'tor中调用delete，从而回到双重删除。boost :: shared_ptr是引用计数的。在内部隐藏着一个引用计数，该计数将设置为2。当第一个引用消失时（例如，在），计数将减少到1。当第二个引用消失时（例如，在外部），计数将减少到0并删除对象。 - Stephen Nutt

Answer 3

if (in == out) {
    delete in;
}
else {
    delete in;
    delete out;
}

?

- Brian

---

请参考ChrisF的解决方案中的评论。代码无法编译。 - MSalters

Answer 4

经验之谈：在使用delete时，应该与new相匹配。

~App::App()
{
    delete out;
    // the next line tries to free
    // memory no longer in the app's
    // control invoking UB
    delete in;
}

在这里，你会遇到经典的“双重释放”问题。

~App::App()
{
    if (in != out)
    {
        delete out;
    }
    // if in == out the out object is not deleted
    // for a non trivial object this tantamounts to
    // leaking resources held by TCPChannelOut other
    // than d
    delete in;
}

唯一的解决方案似乎是使用智能引用计数指针。

- dirkgently

---

那根本没有解决他的问题。在删除in后将其设置为NULL并不能使delete out行更有效。 - Pesto

这个答案有什么问题吗？当你有多个这样的共享指针而不仅仅是两个时，这种方法才有效。 - dirkgently

即使您在删除变量"in"并将其设置为NULL后，"out"仍然指向旧对象。 - danatel

基本问题是指针不共享。两个不同的指针'in'和'out'存储相同的地址。清零一个指针将无法防止存储地址的重复删除。 - Abhay

是的，我更新了我的帖子，指出为什么这个检查也不起作用。 - dirkgently

Answer 5

你的类是如何“知道”这是一个自由存储区指针的呢？例如，以下代码有什么问题吗？

DummyChannel d;
in = &d;
out = &d;

这是一段非常合理的代码，但是当您尝试删除其中任何一个指针时，您的析构函数将会崩溃。

简而言之：回收资源是最初分配资源的人的工作。如果您的类传递了一个指针，那么该类无法知道也不关心释放。这完全由调用者负责。

解决这个问题的优雅方法是使用智能指针，如前所述，而无需让客户端做大量工作。

- Konrad Rudolph

---

谢谢你的回答，它让我找到了正确的方向。必须以与分配相同的方式回收资源。因此，我将保留模拟器分配的所有通道的单独列表，并从列表中销毁对象。in和out只是非拥有指针。 - danatel

Answer 6

我总是在设计时思考对象所有权：

• 谁创建了这个对象？
• 谁拥有（因此删除了该对象）？
• 如何避免使用已经销毁的对象的引用（或者如何确定所引用的对象是否仍然有效）？

当尝试回答这些问题时，我也确定了实现的方式（析构函数，智能指针等）。

- Cătălin Pitiș

Answer 7

不要忘记将IChannelIn和IChannelOut的析构函数设置为虚函数。如果析构函数不是虚函数，则在调用IChannel析构函数（即删除IChannel指针内容时）时，TCPChannel或DummyChannel的析构函数将不会被调用。

- DanM