智能指针：谁拥有对象？

Question

C ++全部关于内存所有权（也称为所有权语义）。动态分配的内存块的所有者负责释放该内存。因此，问题实际上变成了谁拥有记忆。在C ++所有权中，原始指针被包装在其中，因此在一个良好的（IMO）C ++程序中，很少会看到原始指针传递（罕见，不是从来没有）（因为原始指针没有推断出的所有权，因此我们可以不知道谁是内存的所有者，因此，如果不仔细阅读文档，就无法知道谁对内存负责。相反，很少看到原始指针存储在类中，每个原始指针都存储在其自己的智能指针包装器中。（注意：如果您不拥有某个对象，则不应存储该对象，因为您不知道该对象何时会超出范围并被破坏。）所以问题是：人们遇到过哪种所有权语义？哪些标准类用于实现这些语义？您觉得它们在什么情况下有用？让我们为每个答案保留一种类型的语义所有权，以便可以分别对它们进行表决。摘要：从概念上讲，智能指针很简单，简单的实现也很容易。我已经看到了许多尝试的实现，但是它们总是以某种偶然使用和示例不明显的方式被破坏。因此，我建议始终使用库中经过良好测试的智能指针，而不要自己动手。std::auto_ptr或Boost智能指针之一似乎可以满足我的所有需求。std::auto_ptr<T>：一个人拥有该对象。允许转让所有权。用法：这允许您定义显示所有权显式转移的接口。boost::scoped_ptr<T>一个人拥有该对象。不允许转让所有权。用法：用于显示明确的所有权。对象将由析构函数或明确重置后销毁。boost::shared_ptr<T>（std::tr1::shared_ptr<T>）多重所有权。这是一个简单的引用计数指针。当引用计数达到零时，对象将被销毁。用法：一个对象可以具有多个编译器，且其生存期在编译时无法确定。boost::weak_ptr<T>：用于shared_ptr<T>可能发生指针循环的情况。用法：仅当循环维护共享引用计数时，用于停止保留对象的循环。

Answer 1

对我来说，这三种可以满足我的大部分需求：

shared_ptr -参考计数，计数器达到零时释放

weak_ptr-与上述相同，但它是的“从属” shared_ptr，无法取消分配

auto_ptr-当创建和释放发生在同一个函数中时，或者当对象必须被视为只有一个所有者时。当您将一个指针分配给另一个指针时，第二个指针会从第一个“窃取”对象。

我有自己的实现，但也可以在中找到它们Boost。

我仍然通过引用传递对象（const在可能的情况下），在这种情况下，被调用方法必须假定对象仅在调用期间处于活动状态。

我使用的另一种指针称为hub_ptr。这是当您有一个必须从嵌套在其中的对象（通常作为虚拟基类）访问的对象时。可以通过将a传递weak_ptr给他们来解决，但本身没有a shared_ptr。众所周知，这些对象的寿命不会比他长，因此将hub_ptr传递给它们（它只是常规指针的模板包装器）。

Answer 2

简单的C ++模型

在大多数模块中，默认情况下，我看到的是假定接收指针未获得所有权。实际上，放弃指针所有权的函数/方法非常罕见，并且在其文档中明确表达了这一事实。

该模型假定用户仅是他/她明确分配的所有者。其他所有内容都会自动清除（在示波器出口或通过RAII）。这是一个类似C的模型，扩展了以下事实：大多数指针归对象所有，这些对象将自动或在需要时（通常在销毁对象时）释放它们，并且对象的生存期是可预测的（RAII是您的朋友，再次）。

在此模型中，原始指针可以自由循环并且几乎没有危险（但是，如果开发人员足够聪明，他/她将尽可能使用引用代替）。

• 原始指针

• std :: auto_ptr

• boost :: scoped_ptr

智能指针C ++模型

在充满智能指针的代码中，用户可以希望忽略对象的生存期。所有者永远不是用户代码：它是智能指针本身（再次是RAII）。问题在于，将循环引用与引用计数的智能指针混合使用可能是致命的，因此您必须同时处理共享指针和弱指针。因此，您仍然需要考虑所有权（弱指针可能毫无意义，即使它比原始指针的优势在于它可以告诉您）。

• boost :: shared_ptr

• 提升:: weak_ptr

结论

无论我描述的模型是什么，除非有例外，否则接收指针都不会获得其所有权，知道谁拥有谁仍然非常重要。即使对于C ++代码，也大量使用引用和/或智能指针。

Answer 3

从boost开始，还有指针容器库。如果仅在对象的上下文中使用对象，则这些对象比标准的智能指针容器要有效且易于使用。

在Windows上，有COM指针（IUnknown，IDispatch和Friends），以及用于处理它们的各种智能指针（例如ATL的CComPtr和Visual Studio中基于_com_ptr类由“ import”语句自动生成的智能指针）。）。