提升 shared_from_this 和多重继承

Question

我目前在使用 boost enable_shared_from_this 和多重继承时遇到了一些麻烦。

场景可以描述如下：

1. A 类实现了一些功能，应该继承自 enable_shared_from_this

2. B 类实现了另一个功能，应该继承自 enable_shared_from_this

3. D 类从 A 和 B (class D : public A, public B {}) 继承功能

4. 使用 D 类中的某些类 B 功能时出现异常 (bad_weak_ptr)

5. 从 D 类继承 enable_shared_from_this 不是我的选择

我不确定如何解决这个问题。

哦，我使用的是 Visual C++ 2010。

Answer 1

扩展 Potatoswatter 的解决方案，如果您可以更改 A 和 B 以使用与 enable_shared_from_this 略有不同的东西。代码使用标准库版本，但 boost 实现应该类似。下面解释

#include <memory>
template<typename T>
struct enable_shared_from_this_virtual;

class enable_shared_from_this_virtual_base : public std::enable_shared_from_this<enable_shared_from_this_virtual_base>
{
    typedef std::enable_shared_from_this<enable_shared_from_this_virtual_base> base_type;
    template<typename T>
    friend struct enable_shared_from_this_virtual;

    std::shared_ptr<enable_shared_from_this_virtual_base> shared_from_this()
    {
        return base_type::shared_from_this();
    }
    std::shared_ptr<enable_shared_from_this_virtual_base const> shared_from_this() const
    {
       return base_type::shared_from_this();
    }
};

template<typename T>
struct enable_shared_from_this_virtual: virtual enable_shared_from_this_virtual_base
{
    typedef enable_shared_from_this_virtual_base base_type;

public:
    std::shared_ptr<T> shared_from_this()
    {
       std::shared_ptr<T> result(base_type::shared_from_this(), static_cast<T*>(this));
       return result;
    }

    std::shared_ptr<T const> shared_from_this() const
    {
        std::shared_ptr<T const> result(base_type::shared_from_this(), static_cast<T const*>(this));
        return result;
    }
};

因此，意图是struct A 将从enable_shared_from_this_virtual<A> 公开继承，struct B 将公开从enable_shared_from_this_virtual<B> 继承。由于它们都共享相同的公共虚拟对象，因此层次结构中只有一个std::enable_shared_from_this。

当您调用任一类 shared_from_this 时，它会执行从 enable_shared_from_this_virtual<T>* 到 T* 的强制转换，并使用 shared_ptr 的别名构造函数，以便新的 shared_ptr 指向 T* 并与单个共享指针共享所有权。

使用顶部的朋友是为了防止任何人直接访问虚拟基地的shared_from_this()成员。他们必须通过enable_shared_from_this_virtual<T>提供的那些。

一个例子：

#include <iostream>

struct A : public enable_shared_from_this_virtual<A>
{
    void foo()
    {
        shared_from_this()->baz();
    }

    void baz()
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

struct B : public enable_shared_from_this_virtual<B>
{
    void bar()
    {
        shared_from_this()->baz();
    }

    void baz()
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
    }
};

struct D: A, B {};


int main()
{
 std::shared_ptr<D> d(new D);
 d->foo();
 d->bar();
 return 0;
}

Answer 2

shared_ptr 是不可见容器对象或“控制块”的观察者。这个容器总是在堆上，从不在栈上，你不能直接处理它。尽管shared_ptr 和weak_ptr 提供了唯一的观察手段，但仍然有一个隐藏层拥有该对象。正是那个隐藏层填充了enable_shared_from_this。

不允许从enable_shared_from_this 进行多重继承，因为所有enable_shared_from_this 基都需要单独初始化，但控制块无法获取给定类型的所有基子对象的列表。它所能得到的只是一个模棱两可的基本错误。

我看到的唯一解决方案是添加一个virtual 基类A 和B，它继承自enable_shared_from_this。您可以为此指定一个特定的类：

struct shared_from_this_virtual_base
    : std::enable_shared_from_this< shared_from_this_virtual_base >
    {};

struct shared_from_this_base : virtual shared_from_this_virtual_base {};

struct A : shared_from_this_base { … };
struct B : shared_from_this_base { … };

但是，还有另一个问题：您不能从virtual 基数向下转换，因为A 或B 是否包含shared_from_this_virtual_base 是不明确的。要恢复A* 或B*，您必须将这些指针添加到shared_from_this_virtual_base 中的某种注册表结构。这可能会通过向shared_from_this_base 添加另一个 CRTP 模式来填充。对于 C++ 来说，这比平时多一些步法，但我没有看到任何概念上的捷径。

编辑：啊，最简单的方法是将void* 成员放在shared_from_this_virtual_base 中，然后在任何客户端代码知道@987654343 的情况下将其转换为D* @。相当可行，即使不是非常优雅。或者boost::any 可以提供更安全的选择。

Answer 3

标准对于shared_from_this 应该如何实现有点模糊，但所有实现似乎都同意，因为 Boost 提供了一个参考实现。

当您创建 boost::shared_ptr<D> myD(new D()) 时，shared_ptr 构造函数检查是否存在从 D* 到 enable_shared_from_this<X>* 的明确转换，用于某些 X（这意味着 D 具有类型为 enable_shared_from_this<X> 的基类）。如果转换成功，那么基类中的weak_ptr<X> 将被设置为引用新创建的shared_ptr。

在您的代码中，有两种可能的转换为enable_shared_from_this<A> 和enable_shared_from_this<B>，这是不明确的，因此没有设置weak_ptr 来引用myD。这意味着如果B 的成员函数稍后调用shared_from_this()，它将得到bad_weak_ptr 异常，因为它的enable_shared_from_this<B> 成员从未设置。