unique_ptr 的多个实例

Question

在发现我需要 delete 我创建的任何 new 指针后，我很快意识到我的项目充满了内存泄漏，我什至不知道。所以我被提示使用智能指针。但是，在尝试创建智能指针的多个实例时我遇到了问题。我创建了一个 SSCE 来更好地解释这一点。

主窗口.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>
#include <memory>
#include "classa.h"

namespace Ui {
class MainWindow;
}

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);
    ~MainWindow();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    std::unique_ptr<ClassA> classa; //<----- a smart pointer of a Class type
};

#endif // MAINWINDOW_H

主窗口.cpp

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include "classa.h"
#include <QDebug>

QVector<ClassA*> classes;//<------ QVector that contains instances of ClassA
                                    //So I can retrieve them later based on an index.

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    classa = std::unique_ptr<ClassA>(new ClassA()); //<---- Created here
    classes.push_back(classa.get()); //<---- appended to the QVector
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

//When the button is clicked, the program crashes when trying to qDebug
//because the first instance that was loaded in the QVector is no longer
//"valid." It stops being "valid" when I create the second instance of ClassA
void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    classa = std::unique_ptr<ClassA>(new ClassA());
    classes.push_back(classa.get());

    qDebug() << classes.at(0);
}

希望上面的 cmets 能解释清楚。想到的第一个解决方案是将我在 mainwindow.h 中的声明更改为 std::unique_ptr<ClassA> *classa;，但这不会破坏智能指针的目的吗？

真的很困惑。感谢您的宝贵时间。

Answer 1

我认为你的困惑的核心是 std::unique_ptr<> 实际上做了什么。

来自您的 MainWindow 构造函数：

classa = std::unique_ptr<ClassA>(new ClassA());

classa 现在（巧妙地）指向ClassA 实例#1。 如果内存引用超出范围，内存将被删除，避免内存泄漏。

classes.push_back(classa.get());

classes[0] 现在拥有一个指向实例 #1 的（哑）指针。

从您的按钮单击事件处理程序：

classa = std::unique_ptr<ClassA>(new ClassA());

classa 现在（智能地）指向ClassA 实例#2。

通过为classa 分配新值，旧值超出范围。为实例 #1 分配的内存现在已释放。这就是智能指针的用途。

classes[0] 仍然持有指向实例#0 持有的内存先前的（哑）指针。 （你知道这是怎么回事，不是吗？）

classes.push_back(classa.get());

classes[1] 现在拥有一个指向实例 #2 的（哑）指针。

qDebug() << classes.at(0);

未定义的行为，你死了。

---

如果您的内存由智能指针管理——正如你应该的那样——让它由智能指针管理。不要 .get() 将这些愚蠢的指针从它们中取出并将它们存储在其他地方。

---

由于您的示例没有告诉我们classes 向量应该使用做什么，因此目前很难给出适当的建议。

• 您可以使用vector< ClassA > 直接存储ClassA 的实例。
• 您可以使用vector< std::shared_ptr< ClassA > > 来存储智能指针，也可以在其他地方使用它们。(*)

或者……

• 您可以告诉我们您正在尝试解决的实际问题，我们可以告诉您最好的容器是什么。 ;-)

---

(*):

std::shared_ptr<> 是std::unique_ptr<> 更强大的兄弟。唯一指针是唯一的，它们不能被复制。从好的方面来说，它们与您手动 delete 的“普通”指针一样有效。

std::shared_ptr<> 添加一个（微小）位记账，即存在的副本数（因为它可以被复制），并且只有在 last 时才删除内存em> 智能指针的副本超出范围。

要么依赖你不存储（和使用）他们包含的哑指针。

Answer 2

classa = std::unique_ptr<ClassA>(new ClassA()); //<---- Created here
classes.push_back(classa.get()); //<---- appended to the QVector

不要这样做。如果您打算使用unique_ptr 来管理对象的生命周期，请不要在其他地方存储指向该对象的其他指针。如果你这样做了，只要 unique_ptr 消失，其他指针就会悬空。

您并没有真正说明您的外部问题，但无论如何，拥有unique_ptr 并存储指向同一对象的哑指针的方法是自找麻烦。如果您没有切片问题，则不使用指针可能是更好的方法。如果你这样做了，要么只保留一个指针，要么使用shared_ptr 可能是解决方案。

为什么你需要指针？价值观有什么问题？

Answer 3

您应该阅读更多关于智能指针的一般知识、它们是什么以及它们是如何工作的。 关于unique_ptr 的简短版本是这样的：当发生以下两种情况之一时，包装对象被销毁并释放内存：

1. unique_ptr 本身已被销毁（例如，超出范围）
2. unique_ptr 被分配了另一个对象（由operator= 或reset()）。

在你的情况下，事情是这样发生的：

• 您正在创建一个对象并将其分配给构造函数中的unique_ptr
• 您还在向量中存储了指向该对象的原始指针
• 稍后，在您的按钮单击处理程序中，您创建一个新对象并将其分配给unique_ptr
• 这会导致之前的对象被销毁
• 此时，您存储在向量中的指针悬空，它指向一个已销毁的对象

每次调用单击处理程序时都会重复这一系列步骤：您在unique_tr 中创建并存储一个新对象，这会导致前一个对象被销毁，这意味着您的向量将只包含悬空指针（除了最后一个）。

这应该足以让您开始寻找解决方案。