将“动态分配的对象”推回向量是否安全？

Question

每当我需要将动态分配的对象添加到向量中时，我都会这样做：

class Foo { ... };

vector<Foo*> v;

v.push_back(new Foo);

// do stuff with Foo in v

// delete all Foo in v

它刚刚奏效，许多其他人似乎也在做同样的事情。

今天学习了vector::push_back 可以抛出异常。这意味着上面的代码不是异常安全的。 :-( 所以我想出了一个解决方案：

class Foo { ... };

vector<Foo*> v;
auto_ptr<Foo> p(new Foo);

v.push_back(p.get());
p.release();

// do stuff with Foo in v

// delete all Foo in v

但问题是新方法冗长乏味，而且我看到没有人这样做。 （至少不在我身边……）

我应该走新路吗？
或者，我可以继续使用旧方法吗？
或者，有没有更好的方法？

Answer 1

如果您只关心此操作的异常安全性：

v.reserve(v.size()+1);  // reserve can throw, but that doesn't matter
v.push_back(new Foo);   // new can throw, that doesn't matter either.

vector 负责释放其内容所指向的对象的问题是另一回事，我相信你会得到很多关于此的建议 ;-)

编辑：嗯，我打算引用标准，但实际上我找不到必要的保证。我正在寻找的是 push_back 不会抛出，除非（a）它必须重新分配（我们知道它不会因为容量），或者（b） T throws 的构造函数（我们知道它不会因为 T 是指针类型）。听起来合理，但合理！= 保证。

所以，除非在这个问题上有一个有益的答案：

Is std::vector::push_back permitted to throw for any reason other than failed reallocation or construction?

这段代码依赖于没有做任何“想象力”的实现。如果做不到这一点，您的问题解决方案可以模板化：

template <typename T, typename Container>
void push_back_new(Container &c) {
    auto_ptr<T> p(new T);
    c.push_back(p.get());
    p.release();
}

然后使用不会太繁琐：

struct Bar : Foo { };

vector<Foo*> v;
push_back_new<Foo>(v);
push_back_new<Bar>(v);

如果它真的是一个工厂函数而不是new，那么你可以相应地修改模板。但是，在不同情况下传递大量不同的参数列表会很困难。

Answer 2

您的新方法更多异常安全，但有一个原因是您在其他任何地方都看不到它。

指针的vector 仅拥有指针，它不表示指向对象的所有权。您实际上是在向不“想要”所有权的对象释放所有权。

大多数人会使用vector 或shared_ptr 来正确表达所有权或使用boost::ptr_vector 之类的东西。这两种方法中的任何一种都意味着您不必显式地delete 要存储其指针的对象，这些对象容易出错，并且在程序的其他点可能会出现异常“危险”。

编辑：插入ptr_vector 时仍需非常小心。不幸的是，push_back 采用原始指针提供了强有力的保证，这意味着插入成功或（有效地）什么都没有发生，因此传入的对象既不会被接管也不会被销毁。按值获取智能指针的版本定义为在调用强保证版本之前调用.release()，这实际上意味着它可能会泄漏。

将shared_ptr 中的vector 与make_shared 一起使用更容易正确使用。

Answer 3

这样做的首选方法是使用智能指针容器，例如，std::vector<std::shared_ptr<Foo> > 或 std::vector<std::unique_ptr<Foo> >（shared_ptr 也可以在 Boost 和 C++ TR1 中找到；std::unique_ptr 是有效的仅限于 C++0x）。

另一种选择是使用拥有动态对象的容器，例如 Boost Pointer Containers 库提供的那些容器。

Answer 4

您的程序对内存短缺的适应能力如何？如果你真的关心这个，你也必须为new 投掷做好准备。如果你不打算处理这个问题，我不会担心跳过push_back 箍。

在一般情况下，如果您的内存不足，则程序可能已经存在无法解决的问题，除非它专门设计为在受限空间（嵌入式系统）中永久运行 - 在这种情况下，您必须关心所有这些问题案例。

如果这适用于您，您可能会面临漫长的代码审查和重新测试周期。不过，我的猜测是，您可以在这里遵循团队的做法。

正如其他人指出的那样，使用 vector 存储原始指针有其自身的问题，并且此站点和其他答案中有大量材料可以指导您使用更安全的模式。