返回指向没有智能指针的堆对象的指针答案

【问题标题】：Returning pointers to heap objects without smart pointers返回指向没有智能指针的堆对象的指针
【发布时间】：2013-07-06 09:25:54
【问题描述】：

我有一个抽象类，IPacket。

/*
 * Represents an abstract network packet.
 */
class IPacket
{

public:

    virtual void read(...) = 0;

    virtual void write(...) = 0;

    virtual int getID() const = 0;
};

我想（并且一直）返回一个指向这样的指针：

class PacketMedium
{
    /*!
     * Returns a pointer to the next pending packet or NULL if there are no packets pending.
     * \note The object must deleted when you are finished with it.
     */
    IPacket* receivePacket();
};

现在显然，这是不好的做法；要求调用者删除一个甚至不是自己分配的指针。我相信的约定是使用智能指针，即

class PacketMedium
{
public:

    std::unique_ptr<IPacket*> receivePacket();
};

但由于这是库代码，智能指针是一个 nono，尽管事实上我宁愿避免它们。

我最好的选择是什么？

感谢您的帮助:)

编辑：之前有人问过这个问题并给出了很好的答案，尽管它们都建议使用智能指针，或者只是不在堆上分配。鉴于IPacket 是抽象的，堆栈分配将不起作用。

【问题讨论】：

我不明白；要么你想确保调用者deletes 是对象，要么你可以使用智能指针为你管理它，但你似乎也不想要。那你想要什么？
也许他想在没有任何类型指针的情况下返回对象。如今，编译器擅长复制省略。
我相信我必须使用动态分配IPacket，因为派生类有不同的大小，所以在堆栈中使用IPacket 的派生类是不可能的。智能指针似乎是我唯一的选择。我正在寻找某种方法来重组我的代码，以便我可以创建 IPacket 对象并以一种明显的方式删除它们。
Apart from the fact that many libraries were written before the advent of standard smart pointers, the biggest reason is probably the lack of a standard C++ ABI. stackoverflow.com/questions/10334511/…
@Dylan 这是一个糟糕的理由。好的库在其接口中使用 C++ 类型，不这样做的库不是一个很好的库。并且缺乏标准化的二进制接口并没有你想象的那么严重，因为你只需要为不同的架构重新编译库，对于 C 和 C++ 来说，这无论如何都是很常见的。摘要：做使用智能指针，这是正确的解决方案。

标签： c++ pointers memory

【解决方案1】：

一个想法是返回一个引用：

class PacketMedium {
public:
   IPacket &receivePacket();
private:
   IPacketImpl1 impl1;
   IPacketImpl2 impl2;
 };

receivePacket的实现方式如下：

IPacket &receivePacket() {
  int data = receiveint();
  if (data==0) { // impl1
      float data = receivefloat();
      impl1.data = data;
      return impl1;
  } else { // impl2
      std::string data = receivestr();
      impl2.str = data;
      return impl2;
  }
}

请注意，使用参考时会有一些基本规则：

两次调用receivePacket() 是危险的。第二次调用它可能会删除现有数据。
您收到的数据应立即使用。长时间存储 IPackets 很危险。

要解决这些问题，您可以为IPacket接口实现新功能：

virtual IPacket *clone() const=0;

【讨论】：

这实际上是一个非常有帮助的答案，尽管我打算稍等片刻，看看是否有更好的选择；限制的地方（即存储更长时间）有点拖延。
'稍等片刻，看看是否有更好的选择' 对于你给予的限制，不要真的这么想。我也没有看到为什么在库 API 中使用智能指针应该是不好的原因。

【解决方案2】：

您甚至不需要返回引用。您可以将公共/相关IPacket 接口包装在一个类后面，该类也具有高级操作并在传入数据包被使用时负责删除它们（即您的类型调用receivePacket()）。

如果二进制兼容性是您主要关心的问题，您可以编写自己的简单 unique_ptr。

【讨论】：

【解决方案3】：

另一种解决方案是“句柄”。而不是unique_ptr<IPacket> reveivePacket()，您可以将 unique_ptr 包装成这样的类型：

struct IPacketHandle { int id; };
IPacketHandle receivePacket();

但是数据包存储在哪里？它会在std::vector<IPacket*> vec 内部，但它在您的代码内部。然后做vec.push_back(new IPacketImpl1); handle.id = vec.size()-1;。请注意，从向量中删除项目可能更复杂/应该用 NULL 指针替换对象。

但是等等，现在你失去了 IPacket 接口的读/写功能。需要重新添加：

void read_packet(IPacketHandle h, ...) { vec[h.id]->read(...); }
void write_packet(IPacketHandle h, ...) { vec[h.id]->write(...); }

（我已经在一个库中成功使用了这个解决方案，它提供了类似于 haskell 标准库的很好的函数式编程接口，其中根本没有库用户的内存管理）（也需要仔细考虑std::vector的位置，这样就不需要使用全局变量了）

【讨论】：