使用std::unique_ptr和std::shared_ptr作为虚函数的参数

Question

使用std::unique_ptr和std::shared_ptr作为虚函数的参数

c++interfaceheap-memoryshared-ptrunique-ptr

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我将设计一个基于虚方法的C++类接口，以便提供可扩展性点。许多这些公共方法需要堆分配对象作为参数。由于我正在使用现代C++模式，计划使用std::unique_ptr或std::shared_ptr来进行这项工作，但我对两者都有疑虑。

如果使用std::unique_ptr，代码看起来会像这样：

class IFoo {
  virtual void doSomethingWithUser(std::unique_ptr<User> user) = 0;
}

强制调用者提供`std::unique_ptr`有一些缺点：

- 调用者不能对提供的用户进行任何操作，因为它必须被移动 - 如果`doSomethingWithUser`的任何实现需要将用户存储在某个容器中，则无法从`std::shared_ptr`构造

对于所有公共方法使用`std::shared_ptr`可以解决问题，但我们必须付出额外的内存空间和引用计数的原子增减的代价。

是否有什么经验法则可以遵循？

- Stefano Azzalini

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很多这些公共方法需要堆分配的对象作为参数。嗯？那是什么意思？ - Fred Larson

@FredLarson 就像上面的例子一样，用户是堆分配的，它不在栈上存活。(用户设计为不可复制，因此需要堆分配) - Stefano Azzalini

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我不明白堆栈分配与任何事情有什么关系。你是指需要通过指针（或引用）传递而不是按值传递吗？ - Fred Larson

@FredLarson 确切无误 - Stefano Azzalini

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@steazzalini 无法复制与需要堆分配没有任何关系。我的大多数类都是栈分配的，但仍然可以移动。如果移动不是一个选项，或者您需要拥有指向值的所有权的多态性，则可能需要堆分配。 - Guillaume Racicot

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Guillaume Racicot · Accepted Answer

如果doSomethingWithUser不需要所有权，您不应将其转移给该方法。

实际上，复制共享指针或移动唯一指针有效地转移了资源的所有权。

您的函数参数应反映有关传递的资源的承担所有权的意图。

如果您只需要观察该值，并可能对其进行更改，则应将非拥有句柄传递给您的函数。

如果您需要保持资源活动并可能删除它，则应传递一个拥有句柄，无论它是共享还是独特的所有权。

在您的情况下，函数名称告诉我您需要“对用户执行某些操作”，而不包含超出调用者的生存期。因此，您应传递一个非拥有句柄。该句柄可以是User*或User&，甚至可以是std::reference_wrapper<User>或boost::optional<User&>，具体取决于您的需求。

您的接口确实应表达对象应该能够执行的操作，并确实强制每个函数应采用哪些参数，但是您的接口还应表达它对其参数拥有的所有权。

我通常更喜欢使用引用，因为它们确保它不可能为空，并且与自动存储中的对象很好地配合使用。有些人可能会认为他们更喜欢原始指针作为非null非拥有句柄，但我强烈反对这种做法，因为它们强制执行&object语法并允许空值。

非拥有原始指针没有任何问题。但是，在现代C++中不应使用原始拥有指针。