C++中使用auto_ptr作为输出变量的引用是惯用的吗？

Question

假设我想编写一个工厂方法，该方法应该在堆上分配不同类型的对象，并将它们返回给调用者。我考虑设计API如下：

bool MakeEm(auto_ptr<Foo>& outFoo, auto_ptr<Bar>& outBar) {
  ...
  if (...) {
    return false;
  }
  outFoo.reset(new Foo(...));
  outBar.reset(new Bar(...));
  return true;
}

这使得调用者可以这样做：

auto_ptr<Foo> foo;
auto_ptr<Bar> bar;
MakeEm(foo, bar);

我的问题是：“这种用法是否通顺自然？如果不是，有什么正确的方法？”我能想到的其他方法包括返回一个auto_ptr的struct，或者编写工厂API以接受原始指针引用。它们都需要编写更多的代码，后者在异常安全方面还存在其他问题。

- Dilum Ranatunga

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你实际上需要那个 bool 返回值吗？ - GManNickG

非常不符合惯用语。 - Mark Ransom

我可以不用它，检查所有的输出变量或返回值... - Dilum Ranatunga

@Mark -- 如果你看到这个，你会将它重构成什么样子？ - Dilum Ranatunga

@Dilum，如果我能立刻想到答案，我就不会留下讽刺的评论了。不过我还在思考中。 - Mark Ransom

Answer 1

询问某些东西是否习惯用语可能会得到一些非常主观的答案。然而，总的来说，我认为auto_ptr是传达所有权的好方法，所以从类工厂返回 - 这可能是一个好事情。我希望重构这个代码，使其返回一个对象而不是两个。如果您需要两个紧密耦合且不能独立存在的对象，我会说您有一个强有力的is-a或has-a重构案例。这是C ++。真正地问问自己，是否应该返回表示成功的值，强制消费者必须每次都进行检查。抛出异常或从工厂中的类的构造函数传递异常。您是否曾经想过接受false并尝试在未初始化的auto_ptr上操作？

- Josh

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这样的双重工厂经常存在，因为虽然对象非常不同，但创建它们的配置显著相似，如果分离这个方面将会很棘手。另外，我见过两种输出类型是独立接口的情况，但在这个工厂中，一个单一的对象实际上可以满足两种角色。 - edA-qa mort-ora-y

Answer 2

一般来说，如果涉及到 auto_ptr，那么它就不是惯用的方式。通常情况下，结构也不太习惯 - 通常，您会为每个功能创建一个函数，通过值返回并在失败时抛出异常，如果需要共享变量，则将其作为对象创建。

- Puppy

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是的，如果我能优雅地将方法分成两个部分，我会这样做。毕竟我不 masochistic;-) - Dilum Ranatunga

作为一般规则，如果涉及到auto_ptr，那么它就不是惯用的。使用unique_ptr是auto_ptr的惯用替代方案吗？ - Dilum Ranatunga

auto_ptr 是我能想到的最干净、最直接的方式之一，用于指示调用者正在接管所有权。虽然 auto_ptr 有点问题，但在 C++0x 中出现 unique_ptr 之前，它是我们最好的选择。 - edA-qa mort-ora-y

Boost中有一个scoped_ptr，它并不丑陋破碎。 - Puppy

Answer 3

假设返回值为false表示“不查看输出参数”。

那么我会摒弃布尔返回值，返回一个包含所需auto_pointers的结构体或pair，并在错误情况下throw。

- Mark B

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总之，使用结构体；额外的代码是值得的，因为它更符合惯用法？ - Dilum Ranatunga

是的，但正如@Josh在他的答案中指出的那样，将其拆分为两个函数会更好。我会说使用out auto_ptr 绝对不是惯用法。 - Mark B

如果你真的需要有两个输出，我认为在当前标准下使用结构体解决方案非常笨拙；我更喜欢使用两个引用作为输出变量。显然，使用两个函数来创建每个对象的解决方案会更加简洁，但在某些情况下这并不可行或不合理。 - edA-qa mort-ora-y

Answer 4

通常当您有auto_ptr参数时，它们不是引用。

这是因为当您将某些东西传递给接受auto_ptr的函数时，您希望该函数拥有所有权。如果您通过引用传递，则实际上不会获取对象（可能会获取对象）。

这是一个微妙的问题，但最终您需要查看您的接口试图向用户传达什么信息。

另外，您似乎将其用作输出参数。
就我个人而言，我从未见过这种用法（但我可以看到它），只需记录您要做的事情，更重要的是，为什么。

- Martin York

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这绝对是一个输出参数。我确保它们被命名为相应的名称。除了注释之外，还有什么可以使使用更清晰？ - Dilum Ranatunga

@Dilum Ranatunga：我认为将返回值作为函数结果可能比使用输出参数更好。但是如果你必须使用输出参数，那么智能指针是一个不错的选择。 - Martin York

通过引用传递参数是一种非常标准的C++方式，可以使函数返回多个值。没有人真正喜欢这样做，但目前的替代方案同样混乱。具有多个命名返回值肯定会很好。 - edA-qa mort-ora-y

@edA-qa mort-ora-y：实际上，我不同意你的观点。这在C语言中是常见的情况，但在C++（或者说是好的C++）中并非如此。如果你想要返回多个值，你可以使用boost::tie()和boost::tuple()。但这并不意味着它不会发生。 - Martin York

Answer 5

你不必自己创建结构体来返回两个值 - 你可以使用std::pair。在这种情况下，返回这两个值并没有太多的语法开销。这种解决方案的问题是“.first”和“.second”不是非常描述性的名称，但如果涉及的类型和函数的名称足够清晰地表明意图，那么这并不一定是一个问题。

如果你正在使用C++0x，你可以使用unique_ptr代替auto_ptr，调用者可以使用auto而不必输入更长的std::pair<std::unique_ptr<A>, std::unique_ptr<B>>。如果你没有使用C++0x，你可以考虑使用typedef代替。

如果你返回这两个值，那么你就没有空间来存储bool值。你可以使用C++0x元组来返回所有三个值。你也可以通过抛出异常或返回空指针来表示错误。假设错误很少/异常，我更喜欢使用异常。

正如其他答案所指出的那样，通常最好拥有两个分别返回单个对象的函数。如果你不能这样做，因为两个对象的初始化是不可分割的，那么你可以创建一个封装初始化过程的类。你可以将制作这两个对象所需的必要信息传递给构造函数（需要异常来表示错误），然后在该类上拥有两个方法，每个方法生成一个对象。

- Bjarke H. Roune

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是的，在两个值的情况下，std::pair 可以使用。但当有更多值时，在我非 C++0x 的环境中，我必须使用 boost tuples 或编写结构体。 - Dilum Ranatunga