从类方法 C++0x 返回一个 unique_ptr答案

【问题标题】：Returning a unique_ptr from a class method C++0x从类方法 C++0x 返回一个 unique_ptr
【发布时间】：2011-04-16 04:56:25
【问题描述】：

如果我的类 SomeType 有一个从地图返回元素的方法（使用键）说

std::unique_ptr<OtherType> get_othertype(std::string name)
{
   return otMap.find(name);
}

这将确保调用者会收到指向地图中的指针而不是副本的指针？这样做可以吗，还是会尝试调用复制构造函数（并且由于它已被删除而失败），因为它正在被返回？

假设我必须使用 unique_ptr 作为我的地图项。

更新::

在尝试实现代码后，似乎 unique_ptr 和 std:map/:pair 在 gcc 4.4.4 中不能一起工作，pair 只是不喜欢将 unique_ptr 作为类型参数。（见Can't create map of MoveConstructibles）。

我将 ptr 更改为 std::shared_ptr 并且一切正常。

我想我可以对共享指针使用相同的代码吗？

【问题讨论】：

顺便问一下，OtherType 到底是什么？它是具有虚拟成员函数的基类吗？你需要亚型多态吗？
它将是一个像接口一样具有纯虚方法的基类。我只需要调用不需要强制转换的纯虚拟方法之一。这会改变事情吗？
接口是unique_ptr 用法的主要示例。没有其他问题。
感谢 Fred，最好花时间了解和使用最好的工具来完成这项工作，根据无效的假设盲目地在沙屋上建造。

标签： c++ c++11 smart-pointers unique-ptr

【解决方案1】：

您是否考虑将地图更改为保存shared_ptrs 而不是unique_ptrs？这将使返回值更加安全。 unique_ptr 的全部意义在于它是独一无二的（即不共享）。

【讨论】：

重点是唯一的所有权。这并不排除其他原始指针指向同一对象的可能性。从这个意义上说，它与返回迭代器的容器相比并没有太大区别。

【解决方案2】：

unique_ptr 的模型是所有权转让。如果你从一个函数返回一个unique_ptr给一个对象，那么系统中没有其他unique_ptr可以引用同一个对象。

这就是你想要的吗？我对此表示高度怀疑。当然，你可以简单地返回一个原始指针：

OtherType* get_othertype(const std::string& name)
{
    return otMap.find(name)->second.get();
}

因此，客户端可以访问该对象，但地图仍然拥有它。

如果在名称下找不到条目，上述解决方案相当脆弱。更好的解决方案是在这种情况下抛出异常或返回空指针：

#include <stdexcept>

OtherType* get_othertype(const std::string& name)
{
    auto it = otMap.find(name);
    if (it == otMap.end()) throw std::invalid_argument("entry not found");
    return it->second.get();
}

OtherType* get_othertype(const std::string& name)
{
    auto it = otMap.find(name);
    return (it == otMap.end()) ? 0 : it->second.get();
}

为了完整起见，这里是 Anthony 的返回参考的建议：

OtherType& get_othertype(const std::string& name)
{
    auto it = otMap.find(name);
    if (it == otMap.end()) throw std::invalid_argument("entry not found");
    return *(it->second);
}

下面是您如何返回对地图内unique_ptr 的引用，但让我们将其设为对 const 的引用，这样客户端就不会意外修改原始内容：

unique_ptr<OtherType> const& get_othertype(const std::string& name)
{
    auto it = otMap.find(name);
    if (it == otMap.end()) throw std::invalid_argument("entry not found");
    return it->second;
}

【讨论】：

那么执行此操作的标准方法是什么？我希望被调用者有一个指向对象的指针，但地图仍然是所有者。但是我不想使用原始的，因为被调用者可能不会处理它？如果我从他的地图中删除它会发生什么，他的原始文件将指向任何内容？
@Mark: 物体是否保证在地图中？如果是这样，那么你可以返回一个引用而不是一个指针，这样调用的语义就更明确了：我会给你访问权限而不是所有权。
@Mark：是的，并且在函数末尾“弹出”本地原始指针没有任何效果。为清楚起见，如果本地unique_ptr 被“弹出”，它所指的对象将立即被销毁。如果 shared_ptr 被“弹出”，则关联的引用计数减一，如果达到零，则销毁该对象。只是为了让您放心，鉴于您描述的用例，返回原始指针似乎是我的最佳选择。
我建议您返回一个 reference 而不是原始指针。它清楚地表明地图拥有该对象。当然，在这种情况下，如果对象不存在，你最好扔掉。
@roysc 在第 23 行，auto r = ... 进行复制，即使 ... 通过引用返回。请改用auto& r。

【解决方案3】：

otMap的类型是什么？

如果otMap.find(name) 返回一个std::unique_ptr<OtherType> 作为右值，那么这将正常工作。但是，指向值的所有权现在已转移到返回的指针，因此该值将不再在映射中。这意味着您使用的是自定义地图类型，而不是 std::map<>。

如果你想让map中的值并且返回一个指向它的指针，那么你需要使用std::shared_ptr<OtherType>作为map的值类型和@的返回类型987654327@.

std::map<std::string,std::shared_ptr<OtherType>> otMap;
std::shared_ptr<OtherType> get_othertype(std::string name)
{
    auto found=otMap.find(name);
    if(found!=otMap.end())
        return found->second;
    return std::shared_ptr<OtherType>();
}

【讨论】：

我从这里 stackoverflow.com/questions/3759119/… 的另一个答案中得到了建议，其中 AshleysBrain 建议使用 unique_ptr 存储在集合中
shared_ptr 相对于unique_ptr 的开销很小（引用计数）。在这种情况下使用 unique_ptr 需要仔细考虑，我强烈建议不要使用它，除非它真的完全符合您的要求。
@Ant：我不同意。 unique_ptr 清楚地表达了程序员拥有对象的地图意图，它使代码可能更快。 shared_ptr 的正确实现必须考虑线程安全性才能获得正确的引用计数，这可能比 unique_ptr 慢很多。
当然。将unique_ptr 放在地图中表示地图拥有该对象。但是，它给您留下了如何访问它的问题。如果您直接访问它，例如使用otMap[name]->something 那么没关系，但返回原始指针不太理想。 shared_ptr 的引用计数开销很小，除非对象实际上在线程之间共享。小到我不会担心，除非配置文件另有说明。
如果他们这样做，那就是他们的问题。如果你给他们一个原始指针，那就是你的问题。我不喜欢给我原始指针的 API，因为不清楚谁拥有它，或者生命周期是什么。

【解决方案4】：

otMap.find 将返回一个右值，因此该右值将被移动，如果不是 RVO 的话。但是，当然，现在您的地图中没有那个特定的对象。另外，上次我检查时，find 返回一个迭代器，而不是值类型。

【讨论】：

是的，我的错，但我希望你能明白