使用类成员的智能指针

我无法理解智能指针在C ++ 11中作为类成员的用法。 我读了很多关于智能指针的信息，我想我明白unique_ptr和shared_ptr / weak_ptr如何工作的。 我不明白的是真正的用法。 似乎每个人都推荐使用unique_ptr作为几乎所有的时间。 但是，我将如何实现这样的东西：

 class Device { }; class Settings { Device *device; public: Settings(Device *device) { this->device = device; } Device *getDevice() { return device; } }; int main() { Device *device = new Device(); Settings settings(device); // ... Device *myDevice = settings.getDevice(); // do something with myDevice... } 

假设我想用智能指针replace指针。 unique_ptr不会因为getDevice()而工作，对吗？ 那么这是我使用shared_ptr和weak_ptr ？ 没有办法使用unique_ptr ？ 在我看来，对于大多数情况下， shared_ptr更有意义，除非我在一个非常小的范围内使用指针？

 class Device { }; class Settings { std::shared_ptr<Device> device; public: Settings(std::shared_ptr<Device> device) { this->device = device; } std::weak_ptr<Device> getDevice() { return device; } }; int main() { std::shared_ptr<Device> device(new Device()); Settings settings(device); // ... std::weak_ptr<Device> myDevice = settings.getDevice(); // do something with myDevice... } 

这是要走的路吗？ 非常感谢！

Answer 1

unique_ptr不会因为getDevice()而工作，对吗？

不，不一定。 这里重要的是为Device对象确定适当的所有权策略 ，即谁将成为（智能）指针指向的对象的所有者。

它是单独 Settings对象的实例吗？ 当Settings对象被销毁时， Device对象是否必须自动销毁，还是应该超过该对象？

在第一种情况下， std::unique_ptr是你所需要的，因为它使Settings成为唯一的（唯一的）所有者的指向对象，唯一的对象是负责其销毁。

在这个假设下， getDevice()应该返回一个简单的观察指针（观察指针是指针不保留指向的对象）。 最简单的观察指针是一个原始指针：

 #include <memory> class Device { }; class Settings { std::unique_ptr<Device> device; public: Settings(std::unique_ptr<Device> d) { device = std::move(d); } Device* getDevice() { return device.get(); } }; int main() { std::unique_ptr<Device> device(new Device()); Settings settings(std::move(device)); // ... Device *myDevice = settings.getDevice(); // do something with myDevice... } 

[ 注意1： 您可能想知道为什么我在这里使用原始指针，当大家一直说，原始指针是坏的，不安全的和危险的。 实际上，这是一个宝贵的警告，但重要的是将它放在正确的上下文中： 用于执行手动内存pipe理 （即通过new和delete分配和释放对象）的raw指针是不好的。 当用纯粹的方式来实现引用语义并传递非拥有的观察指针时，在原始指针中没有任何内在的危险，除了可能的原因是应该注意不要引用悬挂的指针。 – 完注1 ]

注2： 在注释中出现的情况下，在这种情况下，所有权是唯一的，拥有对象总是保证存在（即内部数据成员device永远不会是nullptr ），函数getDevice()可以（也许应该）返回一个引用，而不是一个指针。 虽然这是真的，但我决定在这里返回一个原始指针，因为我的意思是这是一个简短的答案，可以推广到device可能为nullptr ，并且显示只要没有使用原始指针就可以他们进行手动内存pipe理。 – 完注2 ]

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当然，情况是完全不同的，如果你的Settings对象不应该拥有设备的独占所有权。 例如，如果Settings对象的销毁不应该暗指销毁指向的Device对象，则情况可能如此。

这是只有你作为你的程序devise师可以告诉; 从你提供的例子来看，我很难判断是否是这种情况。

为了帮助你解决这个问题，你可能会问自己，除了Settings之外，还有其他什么对象有权保持Device对象的存在，只要它们持有指向它的指针而不是被动的观察者。 如果确实如此，那么您需要共享所有权策略 ，这是std::shared_ptr提供的：

 #include <memory> class Device { }; class Settings { std::shared_ptr<Device> device; public: Settings(std::shared_ptr<Device> const& d) { device = d; } std::shared_ptr<Device> getDevice() { return device; } }; int main() { std::shared_ptr<Device> device = std::make_shared<Device>(); Settings settings(device); // ... std::shared_ptr<Device> myDevice = settings.getDevice(); // do something with myDevice... } 

请注意， weak_ptr是一个观察指针，而不是一个拥有指针 – 换句话说，如果指向该对象的所有其他拥有指针超出范围，它并不保持指向的对象。

weak_ptr比普通原始指针的优点是可以安全地判断weak_ptr是否悬空 （即，它是指向一个有效的对象，还是最初指向的对象已被销毁）。 这可以通过调用weak_ptr对象上的expired()成员函数来完成。

Answer 2

 class Device { }; class Settings { std::shared_ptr<Device> device; public: Settings(const std::shared_ptr<Device>& device) : device(device) { } const std::shared_ptr<Device>& getDevice() { return device; } }; int main() { std::shared_ptr<Device> device(new Device()); Settings settings(device); // ... std::shared_ptr<Device> myDevice(settings.getDevice()); // do something with myDevice... return 0; } 

week_ptr仅用于参考循环。 依赖关系图必须是非循环图。 在共享指针中有2个引用计数：1为shared_ptr s，1为所有指针（ shared_ptr和weak_ptr ）。 当所有shared_ptr被删除时，指针被删除。 当从weak_ptr需要指针时，应该使用lock来获取指针（如果存在的话）。