unique_ptr的所有权语义

Question

也许我试图过于笼统了。(下面是原始问题) 具体来说，我有一个类Foo的某些依赖Dep。我还有一个类MockDep并定义了一个类TestFoo。这是我尝试编写的构造函数：

TestFoo(unique_ptr<MockDep> dep) : Foo(std::move(dep)), mock_dep_(dep.get()) {}

而Foo的构造函数如下所示：

Foo(unique_ptr<Dep> dep) : dep_(dep) {}

mock_dep_在TestFoo中声明为MockDep * mock_dep_，而dep_在Foo中声明为unique_ptr<Dep> dep_。我该如何让mock_dep_包含dep_的地址呢？（由于std::move(dep)将其置空，因此上述方法不起作用。）

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原始内容：

我有一个类型为Foo的对象，我要将其传递给另一个类型为OtherObject的对象，后者声称拥有它，但是以指向其基类的指针形式。然而，我想获取指向子对象的指针，以便引用它。我写了类似以下的代码：

Foo(std::unique_ptr<Child> thing) :
    OtherObject(std::move(thing)), child_(thing.get()) {}

OtherObject(std::unique_ptr<Base> thing, ...) { ... }

然而，这似乎行不通，因为 std::move(thing) 似乎会使从 thing.get() 返回的指针变为空指针。

我可以将 Foo 的参数更改为 Child* 类型而不是 unique_ptr<Child>，但我更喜欢能够使用后者，因为它明确记录了所有权语义。

最适合（或者说不显眼）解决此问题的方式是什么？ 编辑: Foo 和 OtherObject 都是我正在定义构造函数的类。

- alecbz

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OtherObject是什么？据我所知，在那个上下文中它不能是一个函数。 - Shoe

@Jeffrey 我的错，已编辑帖子。 - alecbz

@Jeffrey，我不确定还有什么困惑--我重写了帖子，更直接地涉及到我的问题。 - alecbz

“Dependency” 是什么意思？ - M.M

以依赖注入的意义来说，“dependency”指的是类需要使用的某个对象。 - alecbz

Answer 1

您可以使用以下方法：

Foo(std::unique_ptr<Child> thing) :
    OtherObject(std::move(thing)),
    child_(OtherObject.getChildPtr()) /* one accessor to get the pointer. */
{}

如果基础对象OtherObject没有提供指针访问器，您可以将构造函数委托给另一个构造函数，类似于以下方式：

class Foo: public OtherObject
{
public:
    Foo(std::unique_ptr<Child> thing) : Foo(thing, thing.get()) {}

private:
    Foo(std::unique_ptr<Child>& thing, Child* child) :
        OtherObject(std::move(thing)),
        child_(child)
    {}
private:
    Child* child_;
};

第三种解决方案是改变OtherObject和child_之间的顺序（将child_放在前面），通过引入另一个派生来实现：

class ChildPtr
{
public:
    ChildPtr(Child* child) : child_(child) {}

    Child* child_;
};

class Foo: private ChildPtr, public OtherObject
{
public:
    Foo(std::unique_ptr<Child> thing) :
        ChildPtr(thing.get()),
        OtherObject(std::move(thing))
    {}
};

- Jarod42

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OtherObject 是根据 OP 的说法一个基类。 - Jarod42

OtherObject 应该是一种任意类型，而不是 unique_ptr。 - alecbz

使用我编辑后的帖子中的术语，我想避免修改Foo以提供getter（主要是因为它需要static_cast），但另一种解决方案也不太吸引人，所以我可能会选择强制转换访问器。 - alecbz

@alecb：我已经添加了另一种选择，可能更符合你的使用情况。 - Jarod42

Answer 2

通常情况下，标准描述如下：

§17.6.5.15.1 库类型的移动源状态 [lib.types.movedfrom] C++标准库中定义的类型的对象可能会被移动（12.8）。移动操作可以明确指定或隐式生成。除非另有规定，否则这些移动源对象应放置在有效但未指定的状态。

实际上，标准特别描述了 std::unique_ptr 的行为：

§20.8.1.4 类模板 unique_ptr [unique.ptr] 此外，u 可以在请求时将所有权转移给另一个唯一指针 u2。完成此转移后，将满足以下后置条件： - u2.p 等于转移前的 u.p， - u.p 等于 nullptr，并且 - 如果转移前的 u.d 维护了状态，则已将该状态转移到 u2.d。

具体来说，在 Foo 子对象的构造之后，dep 如下：

Foo(std::move(dep))

是一个 nullptr。

此外，如果 dep 仍然是一个有效的指针，Foo(std::move(dep)) 将会复制 dep，这对于 std::unique_ptr 的语义来说是没有意义的（因为它是不可复制的）。

你想要做的是让指向对象的引用，在考虑到情况的情况下（例如，unique_ptr 可以是 nullptr 吗？等等），传递给 Foo：

class Foo {
public:
    Foo(unique_ptr<Dep> dep) : dep_(dep) {}
    const Dep& get_dep() const { return *dep_; }
    Dep& get_dep()             { return *dep_; }
private:
    std::unique_ptr<Dep> dep_;
};

然后只需简单地构造TestFoo对象，如下所示：

TestFoo(unique_ptr<MockDep> dep) : Foo(std::move(dep)) {}

- Shoe

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我相信 unique_ptr 特别保证它被置空了，对吗？ - user541686