通过取消引用复制 std::unique_ptr 的值答案

【问题标题】：Copying std::unique_ptr's value via dereferencing通过取消引用复制 std::unique_ptr 的值
【发布时间】：2023-03-23 14:48:01
【问题描述】：

我编写了以下代码，尝试将unique_ptr 对象的值复制到一个结构中。

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

struct S {
    S(int X = 0, int Y = 0):x(X), y(Y){}

    // S(const S&) {}
    // S& operator=(const S&) { return *this; }

    int x;
    int y;
    std::unique_ptr<S> ptr;
};

int main() {
    S s;
    s.ptr = std::unique_ptr<S>(new S(1, 4));
    S p = *s.ptr; // Copy the pointer's value
    return 0;
}

它在 Visual C++ 2012 中弹出错误：

IntelliSense：没有合适的用户定义从“S”到“S”的转换存在
IntelliSense：没有运算符“=”与这些操作数匹配操作数类型为： std::unique_ptr> = std::unique_ptr>
错误 C2248：“std::unique_ptr<_ty>::unique_ptr”：无法访问在类'std::unique_ptr<_ty>'中声明的私有成员

除非我取消注释我试图定义复制构造函数和 =operator 的行。这消除了编译器错误，但没有消除 IntelliSense 错误。无论错误列表中显示的 IntelliSense 错误如何，它都会编译。

那么，为什么不能只使用默认函数并使用它们进行编译呢？我是否以正确的方式复制价值？如果需要，我应该如何定义复制构造函数？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 unique-ptr visual-c++-2012

【解决方案1】：

复制构造函数不会隐式生成，因为您有一个用户定义的构造函数，这就是为什么您尝试复制 S 失败的原因。

但是，unique_ptr 仍然不可复制，只能可移动，因此您可以为S 使用移动构造函数：

S(S&& other) : x(other.x), y(other.y), ptr(std::move(other.ptr))
{

}

并称之为：

S p = std::move(s); // Move s to p

Live demo

【讨论】：

真的没有办法在不牺牲堆栈对象的情况下复制指针的值吗？我的意思是留下ptr的信息，只复制x和y的值。
@cpx unique_ptr 的全部意义在于它是唯一的，因此没有其他对象可以写入指针的内存。如果您希望多个对象引用内存，则需要使用正确的类，可能是shared_ptr。
可以复制unique_ptr 指向的数据，并将构建该副本放入一个新的unique_ptr 中。我认为这也是完全合理的。原始指针仍然是“唯一的”，仍然是指向该原始对象的唯一指针。可以有另一个指向具有相同值的不同对象的指针。例如。 auto x1 = make_unique<int>(7); auto x2 = make_unique<int>(7); 但是，如果您尝试复制实际上指向Derived 的unique_ptr<Base> 的值，它将导致切片（可能还有未定义的行为）。（也有解决方法。）
(... 但我想我几分钟前的评论并不直接适用于这个问题。S 本身是不可复制的，因为它有一个unique_ptr 成员。如果@ 987654339@ 是可复制的，那么（在我看来）询问“深度复制”unique_ptr<S> 是合理的）

【解决方案2】：

std::unique_ptr 既不能复制构造也不能复制赋值。

S 的隐式复制赋值运算符和构造函数格式不正确，因此会出现错误消息。

但是，您可以使用 S p = std::move(s);，因为 std::unique_ptr 是可移动构造和可移动分配的，

【讨论】：

这个答案是正确的，但我认为问题中的循环设置。真正的问题是S 本身不是可复制构造或可复制分配的。 S 有问题的原因是因为它有一个 unique_ptr<?> 成员 - 该成员可能是 unique_ptr<T> 而不是 unique_ptr<S>，它仍然会导致同样的问题。

【解决方案3】：

不是一个完整的答案，仅供参考：

我强烈建议您在实验中添加可见性：

std::ostream&
operator<<(std::ostream& os, const S& s)
{
    os << '{' << s.x << ", " << s.y << ", ";
    if (s.ptr != nullptr)
        os << s.ptr.get() << ':' << *s.ptr;
    else
        os << "nullptr";
    return os << '}';
}

现在你可以这样说：

cout << "s = " << s << '\n';

在您的实验中的多个位置，并真正了解每一步之后发生的情况。这应该有助于您分析并继续您的设计。

【讨论】：

【解决方案4】：

那么，为什么不能只使用默认函数并使用它们进行编译呢？

据我了解，unique_ptr 容器背后的想法是它只处理其内容的生命周期（指向 T 的指针），直到被解除该职责（使用 swap 或 reset方法），或者已经有效地销毁了它的内容（当它本身被销毁时）。 unique_ptr 的第二个重要属性是它必须允许 T 的不完整类型（以支持不透明指针）。这意味着包含的值可能不是CopyConstructible。因此，unique_ptr 本身不能被允许 CopyConstructible。

我是否以正确的方式复制价值？如果需要，我应该如何定义复制构造函数？

如果T 最终成为CopyConstructible，那么您必须通过访问指针手动处理副本，就像在main 中所做的那样。复制构造函数可能应该做同样的事情。

【讨论】：