具有共享所有者语义的容器

Container with shared owner semantics

本文关键字：语义 所有者 共享      更新时间：2023-10-16

我正在设计带有共享所有权语义的容器类型。它支持切片，因此将切片共享所有权。我的问题之一是数据共享似乎干扰了const正确性，因此我试图注意这一点，但我对结果不满意。

以下是我实际代码的大量细分版本：

#include <memory>
#include <vector>
#include <algorithm>
template <typename T>
class SharedMem
{
public:
    SharedMem(std::initializer_list<T> init)
    : m_mem(std::make_shared<std::vector<T>>(init.begin(), init.end()))
    , m_data(m_mem->data())
    , m_size(m_mem->size())
    { }
    SharedMem(SharedMem& other) = default;        // best-effort for copy-construction
    SharedMem(SharedMem const& other) = delete;   // disallow, would circumvent const-correctness
    SharedMem& operator = (SharedMem const& other) {
        std::copy(other.m_data, other.m_data + other.m_size, m_data);
        return *this;
    }
    std::size_t size() const
    { return m_size; }
    T& operator [] (std::size_t index)
    { return m_data[index]; }
    T const& operator [] (std::size_t index) const
    { return m_data[index]; }
    SharedMem slice(std::size_t first, std::size_t last) {
        SharedMem<T> ret(*this);
        ret.m_data += first;
        ret.m_size = last - first;
        return ret;
    }
    SharedMem const slice(std::size_t first, std::size_t last) const {
        SharedMem<T> ret(*this);
        ret.m_data += first;
        ret.m_size = last - first;
        return ret;
    }
private:
    std::shared_ptr<std::vector<T>> m_mem;   // shared underlying memory
    T* m_data;                               // start of slice
    std::size_t m_size;                      // size of slice
};

预期用途：

int main(int argc, char** argv) {
    SharedMem<int> a { 0, 1, 2, 3, 4 };
    SharedMem<int> b { 8, 9 };
    SharedMem<int> c = a;   // shallow copy of a, data is shared
    a.slice(1, 3) = b;      // a = [0, 8, 9, 3, 4]
    c[4] = 6;               // a = [0, 8, 9, 3, 6]
}

有些事告诉我我在错误的轨道上。我看到了我的方法以下问题：

  • 它违反了3的规则。我特别不喜欢为固定const-recrectness禁用默认复制构造函数。否则，可以创建const对象的非符合副本，后者可以修改前者的元素。
  • 复制构造和分配实施截然不同的操作。这就是我使c = a和a.slice(1, 3) = b做正确的事情（实际上是非常不同的事情）的方式。

我不确定我是否遇到麻烦。问题：

  • 这种设计还可以还是会引起问题？如果是这样，哪个？
  • 如果存在严重缺陷，如何解决/避免？

感谢您的任何提示。

您需要分开类型，以正确的方式正确地完成此工作。由于您发现的非常相似的原因，对于所有标准库容器，iterator和const_iterator都是不同的类型。

也就您的用例）。

如果您想尝试一下，一个解决方案可以看起来像这样：

namespace detail
{
    template<class T, bool Const>
    struct SharedInternalsT;
    template<class T>
    struct SharedInternalsT<T, true>
    {
        const T * m_data;
        std::size_t m_size;
    };
    template<class T>
    struct SharedInternalsT<T, false>
    {
        T * m_data;
        std::size_t m_size;
    };
    template<class T>
    using SharedInternals = SharedInternals<T, false>;
    template<class T>
    using ConstSharedInternals = SharedInternals<T, true>;
}
template<class T, bool Const>
class SharedMemT
{
public:
    using Traits = SharedMemTraits<T, Const>;
    using Ptr = typename Traits::Ptr;
    //now we can safely copy in a const correct way.
    SharedMemT(const SharedMemT & _other) :
    m_mem(_other.m_mem),
    m_internals(_other.m_internals)
    {
    }
private:
    std::shared_ptr<std::vector<T>> m_mem;
    detail::SharedInternals<T, Const> m_internals;
};
template<class T>
using SharedMem = SharedMemT<T, false>;
template<class T>
using ConstSharedMem = SharedMemT<T, true>;

这将是迈向解决方案的第一步。您很可能必须引入更多的间接性，以便能够从非const版本正确构建漫画（可能是通过使用std::enable_if等启用/禁用某些模板复制构造函数等）。正如我所说，只有在您构建某种标准库的代码件时，我才会走这条路线。如果您只是为游戏或类似的东西建造一个小型实用程序，请忽略const正确性，不要浪费时间。

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