STL 容器中的自定义析构函数答案

【问题标题】：Custom destructor in STL containerSTL 容器中的自定义析构函数
【发布时间】：2013-03-25 12:22:06
【问题描述】：

假设我有一个 STL 向量，其元素是指向其他类的原始指针。很明显，向量的析构函数不会释放这些指针所拥有的内存。是否可以实现一个自定义析构函数来释放这个内存？

【问题讨论】：

你需要的不仅仅是一个析构函数（以及三法则的其余部分）；您还需要非常小心，不要因重新分配元素而丢失指针。有关血腥细节，请参见 Boost 指针容器的实现；在现代 C++ 中，只需使用 vector<unique_ptr>。
@MikeSeymour 无论你做什么，都不要在容器中使用unique_ptr。迟早，你一定会做类似auto x = v[i]; 的事情，有效地从容器中删除指向对象。如果必须，请使用 shared_ptr，但 Boost 指针容器是更好的解决方案，在极少数情况下容器应该拥有对象。
@JamesKanze：您是否在考虑auto_ptr，（这些天）您不应该将其用于任何事情？使用唯一指针，auto x = v[i] 不应该在没有显式 move 的情况下编译。
@JamesKanze：我不知道你在说什么；我从未听说过与在容器中使用 unique_ptr 相关的任何“问题”，在我看来，这对它们来说是一个理想的用途。 auto x = std::move(v[i]) 将显式提取一个值； auto x = v[i] 不会编译。
@JamesKanze：unique_ptr 的论点是它完全符合 OP 的要求：通过容器中的指针自动管理对象的生命周期。是你试图根据甚至无法编译的示例代码所说明的“问题”的模糊讨论来反对它，以及它不能“正常工作”的模糊断言，无论这意味着什么。如果您有更好的解决方案，请写下答案。

标签： c++ stl

【解决方案1】：

在现代 C++ 中，使用 vector<unique_ptr<T>>，所有所有权问题都会为您管理。

如果 C++11 不可用，您可以使用 shared_ptr（来自 Boost 或 TR1）而不是 unique_ptr，或者您可以使用 Boost's pointer containers。（不要尝试使用已弃用的auto_ptr，因为这样很容易意外地从容器中删除指针。大概第一条评论指的是这个，但将它与更安全的unique_ptr 混淆了。 )

如果由于某种原因你不能使用这些，或者如果你真的想自己做这些工作，你需要将向量包装在一个类中：

用于删除每个存储的指针的析构函数；
复制构造函数和复制赋值运算符，要么被删除，要么执行“深度”复制；否则，存在两个向量认为它们拥有相同对象的危险；
访问器以这样一种方式读取和修改元素，这样您就无法在不删除其对象的情况下覆盖存储的指针。

【讨论】：

使用unique_ptr 肯定会解决问题。它确实不在容器中工作得很好，因为像auto x = v[i]; 或auto x = *iter; 这样的东西会让你在容器中留下无效的unique_ptr。
@JamesKanze：不，它不会，因为它不会编译。 auto x = move(v[i]) 会将unique_ptr 移出容器；但如果您明确使用move，大概就是这样的意图。
@JamesKanze：除了玩具程序外，我并没有真正使用过 C++11 的特性，但我的理解是 std::unique_ptr 旨在解决这个特殊问题。是什么让这是一个糟糕（甚至是最糟糕）的解决方案？
@JamesKanze 我可以从调用方 WRT 看到的唯一限制是原始指针向量是您不能复制元素，因此从这个意义上说，它不能盲目地用作替代品。但是尝试这样做会给你一个编译器错误，我认为这是完全合理的。
@jbgs 我不确定效率，但无论您采用哪种解决方案，您都必须意识到它的局限性。恕我直言，当使用指针的唯一真正原因是多态性时，Boost 的指针容器是理想的解决方案，但是您仍然无法在不切片的情况下安全地复制返回的值。 shared_ptr 或多或少意味着读者也应该使用shared_ptr。而unique_ptr 或多或少意味着读者如果想保留“值”，就必须提取原始指针。

【解决方案2】：

没有。您应该在销毁矢量之前手动清除元素。类似的东西

std::for_each(v.begin(), v.end(), [](const T* p) { delete p; });

或者您可以使用 boost::ptr_vector（或一些 smart_pointers）之类的东西来处理这种情况。

【讨论】：

如果你有 C++11，使用 std::unique_ptr 比手动使用 lambda 进行清理更干净。
@DavidRodríguez-dribeas 使用unique_ptr 是我能想到的最糟糕的解决方案之一。
@JamesKanze：你能详细说明一下吗？我的理解是unique_ptr 专门针对这种情况。
@MikeSeymour 我相信它的目的是让它在标准容器中可用。问题仍然是容器的整个设计都围绕着价值语义，结果是遵循这个想法的人最终会以一种或另一种方式（可能是无意的）复制容器的元素。并且复制unique_ptr 确实具有不寻常的语义。替代解决方案（Boost 的指针容器或 shared_ptr）更安全。
@JamesKanze：我仍然不同意你的反对意见。复制它们没有“不寻常的语义”；它们只是不可复制的，并且 C++11 容器已经过重新设计，专门用于处理不可复制的值类型。它们不能被无意复制，因为它们根本不能被复制。如果您的论点是“不了解移动语义的人可能会被移动语义混淆”，那么这是对的，但几乎没有理由避免它们。

【解决方案3】：

您需要在删除时遍历向量并调用其中每个元素的析构函数

或者我想最好的选择是，而不是保存 A*，而是保存 shared_ptr<A>，然后当没有人不再指向 A 时，它将被破坏

【讨论】：

一个小警告：std::vector 没有虚拟析构函数。