shared_ptr的原始指针构造函数是一个错误吗?

Was the raw-pointer constructor of shared_ptr a mistake?

本文关键字：一个 错误 ptr 原始 构造函数 指针 shared      更新时间：2023-10-16

事后看来，如果make_shared，如果引入 C++11，shared_ptr会有一个接受原始指针的构造函数吗？

是否有支持此构造函数的有力论据或用例？

它将避免有据可查的异常安全和使用make_shared的内存分配/性能优势。

我相信通过make_shared要求shared_ptr构造的另一个优点是它可以是引擎盖下的单个指针，降低其内存使用并使atomic_compare_exchange之类的事情变得更加简单(并且可能更有效)。(见C++现在)的演示文稿)

我知道基本上是intrusive_ptr(对象和控制块合并)的shared_ptr将缺乏当前 std：：shared_ptr 具有的功能。喜欢：

  1. 能够将对象与控制块分开释放(如果您长期存在weak_ptrs，那就太好了)

  2. 与库的兼容性，为您提供原始指针以及释放它们的责任

  3. 能够使用自定义删除器(或无删除器，对于非拥有指针)保存任意资源

  4. 在保持父对象活动状态的同时指向子对象(例如，成员)的能力。

我的建议是，这些功能可能不够普遍使用(或者在将其用作 RAII 包装器的情况下)可能不是最合适的，以保证额外的成本：

  1. 指向控制块的单独指针
  2. (可能)更复杂的atomic_compare_exchange逻辑，可能不值得。

在 C++98 世界中(引入shared_ptr)，make_shared不太实用且不太用户友好(缺乏完美的转发需要引用包装器，缺少可变参数模板使实现变得笨拙)。

你的逻辑问题在于，你认为shared_ptr之所以区分托管指针和get指针，是因为make_shared不可用。因此，如果我们强迫每个人使用make_shared来创造shared_ptr，我们就不需要这种区别。

这是不正确的。

您可以实现shared_ptr的基于指针的构造函数，而没有这种区别。毕竟，在初始创建托管shared_ptr时，get指针和托管指针是相同的。如果你想让shared_ptr成为sizeof(T*)，你可以让shared_ptr从托管块中获取get指针。这与T是否嵌入在托管块中无关。

因此，这种区别实际上与make_shared及其将T嵌入到与托管块相同的内存中的能力完全无关。或者更确切地说，缺乏它。

不，创建托管指针和get指针之间的区别是因为它向shared_ptr添加了功能。重要的。您列出了其中的一些，但您错过了其他内容：

  • 能够shared_ptr基类。那是：

    shared_ptr<base> p = make_shared<derived>(...);

    为此，您必须区分特定实例指向的内容和控制块控制的内容。

  • static_pointer_cast和dynamic_pointer_cast(以及C++17reinterpret_pointer_cast)。这些都依赖于托管指针和get指针之间的区别。

    • 这还包括基类中的enable_shared_from_this。

  • 一个shared_ptr，它指向其本身由shared_ptr管理的类型的成员子对象。同样，它要求托管指针与get指针不同。

您似乎也轻描淡写地忽略了管理非由您创建的指针的能力。这是一项关键能力，因为它允许您与其他代码库兼容。在内部，您可以使用shared_ptr来管理由 1998 年编写的库制作的内容。

按照自己的方式，您将代码分为两个时代：C++11 年之前和 C++11 年之后。您的shared_ptr不会对任何未为 C++11 显式编写的代码执行任何操作。

将所有这些功能打包到一个类型中的事情是这样的：

你不需要另一个。

shared_ptr，因为它满足了如此多的需求，几乎可以在任何地方有效使用。它可能不是绝对最有效的类型，但几乎可以在每种情况下完成工作。而且这样做并不慢。

它通过多态性处理共享所有权。它处理成员对象的共享所有权。它处理未分配的内存的共享所有权。它处理具有特殊分配/释放需求的内存共享所有权。等等。

如果你需要共享所有权语义，并且你需要它来工作，shared_ptr每次都会支持你。有了你建议的想法，总会有限制，一些阻碍你完成工作的方式。

默认情况下，应首选有效的类型，而不是无效的类型。

事

后看来，给定make_shared，如果用 C++11 引入，shared_ptr会有一个接受原始指针的构造函数吗？

如果不控制对象的分配怎么办？如果您需要使用自定义删除器怎么办？如果您需要列表初始化而不是参数怎么办？

这些案件都不是由make_shared处理的。

此外，如果您使用的是weak_ptr，则通过make_shared分配的shared_ptr不会释放任何内存，直到所有weak_ptr都被销毁。因此，即使您有一个普通的共享指针，其中上述都不适用，您可能仍然更喜欢原始指针构造函数。

另一种情况是，如果您的类型为operator new和operator delete提供重载。这些可能使它不适合make_shared，因为这些重载不会被调用 - 并且可能它们的存在是有原因的。

std::shared_ptr所做的不仅仅是在堆上分配对象。

考虑将其用作自动关闭共享文件句柄：

#include <cstdio>
#include <memory>

int main()
{
auto closer = [](FILE* fp) { std::fclose(fp); };
auto fp = std::shared_ptr<FILE>(std::fopen("foo.txt", "r"),
closer);
}
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