C++ 唯一指针；为什么这个示例代码会出现编译错误？错误代码太长了，我无法指定

Question

我现在正在研究智能指针，我只是在书中构建了示例代码。 但是当我像下面的代码一样使用unique_ptr 时，它会产生编译错误。错误码太长了，差点被剪掉了，写不完。

我想知道为什么这些代码出错了...请帮助我。

compiler and OS : g++ (Ubuntu 9.1.0-2ubuntu2~18.04) 9.1.0

我能找到的错误代码

/workspace/What_I_Learned/Cpp/53/53-4.cpp:23:30: error: no match for ‘operator<<’ (operand types are ‘std::basic_ostream<char>’ and ‘std::unique_ptr<int>’)
   23 |  cout << "smart pointer 2: " << p2 << '\n';
      |  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ^~ ~~
      |       |                         |
      |       std::basic_ostream<char>  std::unique_ptr<int>

/usr/include/c++/9/ostream:691:5: error: no type named ‘type’ in ‘struct std::enable_if<false, std::basic_ostream<char>&>’

我写的代码

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

int main(void) {
    unique_ptr<int> p1(new int(10));
    unique_ptr<int> p2;
    
    cout << "smart pointer 1: " << p1 << '\n';
    cout << "smart pointer 2: " << p2 << '\n';
    cout << "move to p2\n";
    
    p2 = move(p1);
    
    cout << "smart pointer 1: " << p1 << '\n';
    cout << "smart pointer 2: " << p2 << '\n';
    cout << "free memory\n";
    
    p2.reset();
    
    cout << "smart pointer 1: " << p1 << '\n';
    cout << "smart pointer 2: " << p2 << '\n';
}

我已经尝试过-std=g++11 和-std=g++14。

Answer 1

std::unique_otr 类型的对象没有 operator <<。

如果你需要输出拥有的指针的值然后写

cout << "smart pointer 1: " << p1.get() << '\n';

如果类模板std::unique_ptr的模板参数是char，则需要将成员函数get的返回表达式转换为void *类型。例如

cout << "smart pointer 1: " << static_cast<void *>( p1.get() ) << '\n';

这是一个演示程序。

#include <iostream>
#include <memory>

int main() 
{
    std::unique_ptr<int> p1(new int( 10 ) );
    std::unique_ptr<char> p2( new char( 'A') );
    
    std::cout << "smart pointer 1: " << p1.get() << '\n';
    std::cout << "smart pointer 2: " << static_cast<void *>( p2.get() ) << '\n';
}

程序输出可能看起来像

smart pointer 1: 0x5593824d6e70
smart pointer 2: 0x5593824d6e90

如果 std::unique_ptr<char> 类型的对象的拥有指针在没有强制转换的情况下输出，那么它将作为 C 字符串输出，而不是输出其存储的值（地址）。

如果您需要输出类模板std::unique_ptr的对象的指向值，那么只需应用解引用运算符即可。

例如

cout << "smart pointer 1: " << *p1 << '\n';

这是一个演示程序

#include <iostream>
#include <memory>

int main() 
{
    std::unique_ptr<int> p1(new int( 10 ) );
    std::unique_ptr<char> p2( new char( 'A') );
    
    std::cout << "the value of the smart pointer 1: " << *p1 << '\n';
    std::cout << "the value of the smart pointer 2: " << *p2 << '\n';
}

程序输出是

the value of the smart pointer 1: 10
the value of the smart pointer 2: A

在输出一个指向的值之前可以检查类模板std::unique_ptr的对象是否不存储类似的空指针

if ( p1 )
{
    std::cout << "the value of the smart pointer 1: " << *p1 << '\n';
}
if ( p2 )
{
    std::cout << "the value of the smart pointer 2: " << *p2 << '\n';
}       

Answer 2

您正在将unique_ptr 对象传递给cout，因为没有适当的重载可用，它不知道如何处理它。如果要打印指针值，则需要这样做：

std::cout << "P: " << (void *)p1.get() << std::endl;

如果你想打印它指向的值，你当然可以这样做：

std::cout << "*P: " << *p1 << std::endl;

但在 p2 的情况下，您将取消对 nullptr 的引用，这是无效的，导致未定义的行为。

Answer 3

错误消息告诉您std::unique_ptr 没有operator << 过载。你可以做的是

std::cout << "smart pointer dereferenced: " << *p1 << '\n';

请注意，如果智能指针处于空状态，则这是未定义的行为。

附带说明，考虑使用std::make_unique<int>(42) 来初始化std::unique_ptr（如果C++14 可用），因为它封装了原始new。