C++ 类中的错误 C2280 互斥锁

Question

我在类中声明互斥锁时遇到问题，每当我尝试实例化该类时，就会出现错误 C2280。我的项目也是模拟餐饮哲学家的问题。

声明：

class Fork
{

public:

struct _position
{
    float x;
    float y;
};

Fork();
Fork(int num_phil_, int new_index_);
_position ReturnWorkPosition(){ _position return_position_; /*position_mutex_.lock();*/ return_position_ = work_position_; 
                                    /*position_mutex_.unlock();*/ return return_position_; };
float ReturnRotation(){ return rotation_; };

void CalculateWorkPosition(int master_index_);
void ResetWorkPosition(){ /*position_mutex_.lock();*/ work_position_ = orig_position_; /*position_mutex_.unlock();*/ };
void TakeOwnership(int master_index_);
void RelinquishOwnership();

private:

int index_;
int num_philosophers_;
float rotation_;

_position orig_position_;
_position work_position_;

//std::mutex master_mutex_;
//std::mutex position_mutex_;
};

实例化：

for (int i = 0; i < num_philosophers_; i++)
{
    Fork temp_fork_(num_philosophers_, i);
    fork_.push_back(temp_fork_);
}

编辑:: 新声明：

class Fork
{

public:

Fork();
Fork(int num_phil_, int new_index_);

Fork(Fork const&) = delete;
Fork& operator=(Fork const&) = delete;

struct _position
{
    float x;
    float y;
};

_position ReturnWorkPosition(){ _position return_position_; /*position_mutex_.lock();*/ return_position_ = work_position_; 
                                    /*position_mutex_.unlock();*/ return return_position_; };
float ReturnRotation(){ return rotation_; };

void CalculateWorkPosition(int master_index_);
void ResetWorkPosition(){ /*position_mutex_.lock();*/ work_position_ = orig_position_; /*position_mutex_.unlock();*/ };
void TakeOwnership(int master_index_);
void RelinquishOwnership();

private:

int index_;
int num_philosophers_;
float rotation_;

_position orig_position_;
_position work_position_;

//std::mutex master_mutex_;
//std::mutex position_mutex_;
};

错误信息：

Error   18  error C2280: 'Fork &Fork::operator =(const Fork &)' : attempting to reference a deleted function    c:\program files (x86)\microsoft visual studio 12.0\vc\include\xutility 2045    1   Lab3e

Error   13  error C2280: 'Fork::Fork(const Fork &)' : attempting to reference a deleted function    c:\program files (x86)\microsoft visual studio 12.0\vc\include\xmemory0 600 1   Lab3e

新实例化：

for (int i = 0; i < num_philosophers_; i++)
{
    Fork temp_fork_(num_philosophers_, i);
    fork_.emplace_back(temp_fork_);
}

Answer 1

您需要删除复制构造函数和复制赋值运算符。你不能复制std::mutex，因此你不能复制你的类的一个实例，你只能构造或移动一个。

Fork(Fork const&) = delete;
Fork& operator=(Fork const&) = delete;

错误告诉您您正在尝试引用已删除的函数，即复制构造函数，因为push_back 正在尝试复制您的temp_fork_。相反，我会使用emplace_back 就地创建Fork。

for (int i = 0; i < num_philosophers_; i++)
{
    fork_.emplace_back(num_philosophers_, i);
}

或者

for (int i = 0; i < num_philosophers_; i++)
{
    Fork temp_fork_(num_philosophers_, i);
    fork_.push_back(std::move(temp_fork_));
}

旁注
您可以使用std::lock_guard 来手动锁定和解锁std::mutex，而不是手动锁定和解锁std::lock_guard，这是一个设置为通过RAII 处理锁定/解锁互斥锁的类

void ResetWorkPosition()
{
    std::lock_guard<std::mutex> lock(position_mutex_);  // position_mutex_ is now locked
    work_position_ = orig_position_;
};  // lock fell out of scope, position_mutex_ is now unlocked

_position ReturnWorkPosition()
{
    _position return_position_;
    std::lock_guard<std::mutex> lock(position_mutex_);  // position_mutex_ is now locked
    return_position_ = work_position_;
    return return_position_;
};

Answer 2

正如@sbabbi 在 cmets 中对@CoryKramer 的回答所指出的那样，本质上，问题在于您的类需要有一个复制或移动构造函数，并且因为它的一些成员（互斥体）没有自己的一个，编译器隐式删除（我的术语）Fork 的那些特殊函数。因此，您必须自己为Fork 实现其中至少一个或使用指针（见下文）。

说明

为了在容器中存储，您的类T 必须满足某些要求。对于 std::vector 和直到 c++11，T 必须是 CopyAssignable 和 CopyConstructible。然而，从 c++11 开始，具体要求取决于您实际尝试调用的函数（T 始终必须是可擦除的）。

• 对于 push_back，它必须是 CopyInsertable 或 - 如果参数是右值（例如临时） - MoveInsertable（我相信任何 CopyInsertable 类型也是 MoveInsertable）
• 对于emplace_back，它必须是MoveInsertable 和 EmplaceConstructible。

本质上，这意味着，当你想使用push_back 时，你的类型必须有一个复制构造函数，即使你正在使用emplace_back，你仍然至少需要一个移动构造函数。合理的是，如果 push/emplace_back 导致重新分配，则必须将元素从旧内存区域移动到新内存区域。

现在复制或移动mutex 没有多大意义，这就是为什么它没有任何这些成员函数（它们被标准声明为已删除）。因此，您的编译器也不会为您的 Fork 类隐式定义这些复制/移动构造函数，而是隐式删除它们，然后给出您尝试使用已删除函数的错误。

可能的解决方案

您可以定义自己的复制构造函数，如下所示：

Fork::Fork(const Fork& other) {
    /* potentially locking a mutex of other, 
       which would have to be declared mutable */
    index_            =other.index_;
    num_philosophers_ =other.num_philosophers_;
    rotation_         =other.rotation_;
    orig_position_    =other.orig_position_;
    work_position_    =other.work_position_;
}

问题在于，在（多线程）程序的上下文中定义复制构造函数的正确语义可能很困难。如果您只需要将 Forks 插入到向量中，并且在程序的进一步执行过程中没有修改，那么您应该可以忽略互斥锁。

但是，最好存储指向Fork 的指针：

for (int i = 0; i < num_philosophers_; i++) {      
    fork_.push_back(std::unique_ptr<Fork>(new Fork(num_philosophers_, i)));
    //or if your compiler is c++14 compatible:
    fork_.push_back(std::make_unique<Fork>(num_philosophers_, i));      
}

第三，您可以使用不同的容器，例如 std::list 而不是 vector（尽管您仍然必须使用 emplace_back 而不是 push_back）。