如何在 OOP 中正确使用智能指针

Question

我想知道在面向对象编程中使用std::unique_ptr 的正确方法是什么。假设我有一个类，其中包含一个必须可以通过指针传递的成员对象

class B
{/*Some code here*/};

class A
{
public:
    A();
    B* getMember();
private:
    std::unique_ptr<B> member
};

首先：成员应该是std::unique_ptr 还是std::shared_ptr 以避免内存泄漏？

其次，如果我想的话，我的 getter 的实现会是什么

1. 允许修改成员？
2. 不允许修改成员？

我最初是这样做的：

B* A::getMember()
{
    return member.get();
}

但我正在考虑让成员成为 std::shared_ptr 并调整 getter：

class A
{
public:
    A();
    std::shared_ptr getMember();
private:
    std::shared_ptr<B> member
};

std::shared_ptr A::getMember()
{
    return member;
}

什么是标准和最广泛接受的实现？

Answer 1

shared_ptr 暗示了一个复杂的所有权规则，其中所讨论的对象由多个平等方拥有，并且其生命周期不容易确定。决定使用shared_ptr，因为它更简单或更容易，就像使用火箭筒杀死困扰您的果蝇一样，因为它比苍蝇拍更强大。

在 C++ 中，没有简单的方法可以避免考虑所有权。

unique_ptr 提供了一个简单的拥有关系来管理生命周期。值类型（或具有值语义的类型）提供更简单的生命周期管理。没有人会对int x=7; 的生命周期感到困惑。

C++ 可以支持运行时多态值类型；见std::function。有疑问时使用值。

class A {
public:
  A();
  B b;
};

更容易思考。

现在，如果您正在做类似 UI 框架的事情，那么您的 UI 元素将归您的框架所有。您可能需要一个命名系统、ASL 中的配置文件，以及一种将您的 UI 连接到操作并使用代码修改您的 UI 的方法。

接下来没有一个将涉及一个类，其成员子对象通过访问器返回指向它的指针。

也许您的 UI 在写入共享 ptr 数据时是不可变副本，附加到您可以从框架获取/设置的名称。在这里，不可变数据是真正共享的；它就像一个整数。

无论如何，当您共享 B 指针时，您必须考虑 B 与 A 分开存在意味着什么，无论是哑、唯一、共享、不可变还是写入时复制。要么 B 成为 A 状态某些部分的接口，在这种情况下，它的生命周期在逻辑上是绑定的，要么它独立存在，在这种情况下，您可能需要值语义。

做出这个决定后，共享 ptr 可能是错误的生命周期规则。如果它是 A 状态的一部分的接口，那么共享所有权所暗示的它比 A 寿命更长是一个错误，如果它是您设置/获取的值，则获取它并修改状态隐式地充当 A 状态的接口！ Sithout A 甚至知道！

A 正在从 B 传递状态更改通知？带上能拿到提供状态变化通知的B吗？明智的；在这里，B 可以是 UI 主题颜色，而 A 可以是控件。但是这里 A 可能有一个指向 const 主题颜色集的共享 ptr 以及一个主题更改消息的订阅令牌。 （这里的颜色集是合法共享的）

简而言之，默认共享 ptr 是不好的。当您无法使用值时，请使用唯一 ptr。所有权遵循生命周期，生命周期遵循语义。默认为值，C++ 是少数具有真正可靠的值支持的 OO 语言之一。

Answer 2

如果您正在分发指向 unique_ptr 的指针，那么您并没有真正将其视为“唯一”。

您真正需要的是shared_ptr。您的第二种方法是正确的方法。这些旨在根据需要复制并保留引用计数。这意味着只要您持有 shared_ptr 对象的副本，就可以访问它。

在前一种情况下，您完全不知道您的指针在收到它的那一刻之后是否仍然有效。您必须手动跟踪它，这有点违背了使用智能指针的意义。