指向现有对象的指针/引用的 C++ 容器

Question

我有一个现有的容器，里面装满了自动分配的结构对象，如下所示：

std::vector<Object> objectList {obj1, obj2, obj3};

我正在尝试创建一个新容器 useObjectList，其中包含指向这些现有对象的指针/引用，以便我能够访问和修改任一列表中的对象成员值。

我试图通过创建一个共享指针容器来实现这一点

std::vector<std::shared_ptr<Object>> useObjectList {std::make_shared<Object>(objectList[1])};

但它根本没有解决（鉴于我的知识有限，我假设 std::make_shared 完全构造和/或分配一个新对象？）。

如果我能得到任何建议，我将不胜感激。

Answer 1

要使用“现有对象的指针/引用的 C++ 容器”或其他任何东西，您应该了解所有权的概念。摘要：ownership is responsibility for cleanup。您应该考虑哪个实体应该删除您的对象。通常，每当您更改代码或向其中添加功能时，您都应该重新考虑这一点。

std::vector<Object> objectList {obj1, obj2, obj3}; - 这里，objectList 包含对象obj1、obj2 和obj3 的副本，并负责删除它们（即拥有它们）。包含原始 obj1、obj2 和 obj3 的实体保留对它们的所有权（即将删除它们）。

更广泛的背景：

void do_stuff()
{
    Object obj1;
    Object obj2;
    Object obj3;
    std::vector<Object> objectList {obj1, obj2, obj3};
}

这里，函数do_stuff 的范围（或“堆栈框架”）拥有三个对象：当控制超出范围时，它们将被删除。这是一种对象以外的东西拥有对象的情况。

std::vector<Object*> objectList {&obj1, &obj2, &obj3}; - 这里，objectList 包含指向对象obj1、obj2 和obj3 的指针。对象本身的所有权并没有改变——拥有它们的东西会继续拥有它们。一些评论提到“总是建议避免使用原始指针”； “总是”是无稽之谈，但这是说明该建议的一个很好的例子。

更广泛的背景：

std::vector<Object*> someObjectList;
void do_stuff()
{
    Object obj1;
    Object obj2;
    Object obj3;
    std::vector<Object*> objectList {&obj1, &obj2, &obj3};
    someObjectList = objectList;
}

这里，函数do_stuff 的栈帧拥有这三个对象。如果您有指向这些对象的指针，则很容易将它们“发送”到其他实体 (someObjectList)，即使在对象已被清理后也会存储这些指针。这就是人们“建议避免使用原始指针”的原因；但这里真正的问题更为根本——它有一个“指向现有对象的指针/引用容器”。这是人们不应该做的事情。

如果您真的想引用现有对象，则应确保您的所有权模式支持这一点。您可以通过以下任一方式执行此操作：

1. 使用拥有对象的实体；确保在删除“所有内容的所有者”之前删除所有指向对象的指针列表。通常，您的应用程序的语义无论如何都需要这样做。

2. 使用共享所有权。为此，您应该在对象的创建点应用共享所有权。

    std::shared_ptr<Object> obj1 = std::make_shared(whatever1);
    std::shared_ptr<Object> obj2 = std::make_shared(whatever2);
    std::shared_ptr<Object> obj3 = std::make_shared(whatever3);
    std::vector<std::shared_ptr<Object>> objectList(obj1, obj2, obj3);
   

   您应该考虑这样一种情况，即指向对象的唯一“链接”是您的指针列表。这在您的应用程序中有意义吗？如果是，请使用共享所有权。如果没有，这不是一个好主意，因为它隐藏了错误。

Answer 2

你可以使用reference_wrapper:

list<int> l {1, 2, 3, 4, 5};
vector<reference_wrapper<int>> v (l.begin(), l.end());

// you can't use subscription in list
// but as you are seeing elements by vector containing their references
// so operator[] works here.

cout << v[3] << '\n'; // outputs 4

for (auto& num : l) {
    num *= 2; // original list elements are doubled
}

cout << v[2] << '\n'; // outputs 6