C++中shared_ptr和unique_ptr在资源管理方面的区别

Question

我一直在考虑使用unique_ptr与shared_ptr以及own_solution之间的选择。我已经排除了后者，因为我几乎肯定会做错，但是我对unique_ptr和shared_ptr都有问题，因为它们都不能精确捕捉到我想要的内容。我想创建一个资源管理器，明确地拥有一个资源，但是我也想让资源管理器分发资源的引用。

如果我在资源管理器中使用unique_ptr并分发裸指针，则可能会出现逃逸（尽管这可能违反了类“合同”）。如果我使用shared_ptr并分发weak_ptr，则没有任何阻止调用者将weak_ptr转换为shared_ptr并存储，从而可能创建循环引用或更糟糕的情况，即资源存在于资源管理器的生命周期之外。所以我想要的是一个可以解除引用的weak_ptr，但不可能将其转换为shared_ptr。

还是说我只是想通过代码中一些措辞强制执行协议？

感谢您对此的任何想法。

- Robinson

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任何指针都可以像裸指针一样“逃脱”，因此我不认为这在裸指针方面有多大的缺点。 - Galik

Answer 1

最终，你不能强迫任何人去听。在微软、苹果或任何开源库开发者那里问一下，他们都知道这首歌。一个用恰当的措辞放置在正确位置的评论是最好的选择。

避免创建自己的智能指针类，它会妨碍组合并降低可读性。作为最后的选择，尝试查找boost或代码已经使用的任何框架。

如果你有非所有者，它们可以被选为持有weak_ptr，或者（如果保证在整个过程中保持有效）使用raw pointer。

所有这些智能指针都明确表示了所有权策略。原始指针不表示任何或非所有权。

- auto_ptr：不要使用，即使对于谨慎的人也有太多陷阱。 - unique_ptr：唯一所有权。 - shared_ptr：共享所有权。 - weak_ptr：没有所有权，可能在背后被删除。 - raw pointer - 显式地没有所有权，并拥有更长的生命周期。 - 或手动所有权管理。

- Deduplicator

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避免创建自己的智能指针类：C++ STD并不是万能的解决方案。如果你需要为特定应用程序编写并使用某些东西，那么就去写吧。特别是与Java或C#相比，C++是一种提供了这种自由的语言。以上仅代表个人观点。 - Danvil

@Danvil：这就是为什么只是避免使用，首选回退到常见/已经使用的框架。太多时候，用户会在第一时间回避你的智能指针类，如果它与他正在使用的其他库不匹配。他会对不得不跳过这些障碍感到不满。 - Deduplicator

Answer 2

智能指针如shared_ptr和unique_ptr是拥有指针时的好工具。
但对于非拥有指针，即观察指针，使用原始指针就可以了。
在您的设计中，我认为资源管理器是资源的唯一“所有者”，因此您可以简单地在资源管理器内部使用某种形式的智能指针。例如，资源管理器可以有一个std::vector>作为数据成员，甚至是一个更简单的std::vector，如果您的Resource类被设计为可以正确存储在std::vector中。
然后，资源管理器可以向外部提供非拥有观察指针，而原始指针（或C++引用）对于这种情况也很好。
当然，重要的是资源管理器的生命周期超过“资源客户端”的生命周期。

- Mr.C64

Answer 3

我想要的是一个可推迟的weak_ptr，它不能被转换成shared_ptr。你可以提供一个小帮助类：

template<typename T>
class NonConvertibleWeakPtr
{
public:
   NonConvertibleWeakPtr(const std::shared_ptr<T>& p) : p_(p) {}
   ... // other constructors / assignment operators
   bool expired() const { return p_.expired(); }
   T* operator->() const { return get(); }
   T& operator*() const { return *get(); }
private:
   T* get() const { return p_.lock().get(); }
private:
   std::weak_ptr<T> p_;
};

这比原始指针稍好，因为您可以检查指针是否仍然有效。

例如用法：

std::shared_ptr<int> sp = std::make_shared<int>(5);
{
    NonConvertibleWeakPtr<int> wp(sp);
    if(!wp.expired()) {
        std::cout << *wp << std::endl;
    }
}

然而，用户仍然可能滥用它，例如使用 std::shared_ptr<T> blah(&(*wp));，但这需要更多的犯罪能量。

- Danvil