如何创建一个可以将 std::unique_ptr 作为模板参数正常工作的容器？

Posted 2023-02-17

【中文标题】如何创建一个可以将 std::unique_ptr 作为模板参数正常工作的容器？

【英文标题】：How do I create a container that will work properly with std::unique_ptr as a template parameter?

【发布时间】：2011-12-01 13:44:31

【问题描述】：

假设我有一个名为 MQueue 的互斥队列：

#include <deque>

template< typename T >
class MQueue

  public:
    T* pop()
    
      lock();
      T* ptr = nullptr;
      // get it out of m_dq...
      unlock();
      return ptr;
    
    // push, etc... and other methods
  private:
    std::deque<T*> m_dq;
;

以下实例已经过测试并且工作正常：

MQueue< int > my_simple_mq;

我需要对 MQueue 进行哪些修改以确保

MQueue< std::unique_ptr< int > > my_smart_mq;

行为会正常吗？我试图将代码浏览到 std::vector 以供参考，但我很难辨别实现的哪些部分与智能指针的正常工作相关。任何参考或链接将不胜感激。

【问题讨论】：

没有这些细节就无法判断。为什么要存储T*，以及如何存储？您想要T = unique_ptr<U>，还是想要替换 T* 为unique_ptr<T>？

我完全愿意将 T* 内部实现更改为其他内容。目前，MQueue 实例拥有它的所有条目，因此在销毁时对它们调用 delete。这意味着，如果我只想让调用者工作，我可以在正确的位置用 unique_ptr 替换内部实现。但是，我认为编写一个更通用的 MQueue 会很好，它允许用户决定他是否希望容器拥有这些项目 - 换句话说，使 MQueue 的行为更像 STL 容器而不是强制取得项目的所有权（当前实施）。

嗯，我现在不确定你是否对标准容器的工作方式有正确的认识（例如，deque 已经拥有它的内容），但也许你'会觉得this article by Herb Sutter很有趣。

你为什么不按值存储和返回东西？

@kfmfe04 移动语义是你的朋友 :) 这就是你防止昂贵复制的方法。

【参考方案1】：

如果您只想用unique_ptr<T> 替换T*，那么它看起来像：

template< typename T >
class MQueue

  public:
    std::unique_ptr<T> pop()
    
      lock();
      std::unique_ptr<T> ptr = std::move(m_dq.back());
      m_dq.pop_back();
      unlock();
      return ptr;
    
    // push, etc... and other methods
  private:
    std::deque<std::unique_ptr<T>> m_dq;
;

但是在阅读您在问题中的评论时，现在尚不清楚您要问的是什么。如果您希望 unqiue_ptr 有时拥有指针而有时不拥有，您可以编写一个自定义删除器，其中包含一个标志，说明它是否应该删除指针。 unique_ptr 的客户端可以访问对删除器的引用（通过 get_deleter() 访问器）以检查/更改该标志。

这是一个示例（未经测试）代码，展示了它的外观：

template <class T>
class my_deleter

    bool owns_;
public:
    explicit my_deleter(bool owns) : owns_(owns) 
    bool owns() const return owns_;
    void set_owns(bool owns) owns_ = owns;

    void operator()(T* p) if (owns_) delete p;
;

template< typename T >
class MQueue

  public:
    typedef std::unique_ptr<T, my_deleter<T>> Ptr;
    Ptr pop()
    
      lock();
      Ptr ptr = std::move(m_dq.back());
      m_dq.pop_back();
      unlock();
      return ptr;
    
    // push, etc... and other methods
  private:
    std::deque<Ptr> m_dq;
;

【讨论】：

ty - 实际上 get_deleter() 提示是我正在寻找的（我知道如何在 MQueue 中使用 unique_ptr - 相反，我试图弄清楚如何允许用户通过传入/不传入 unique_ptr 作为实例化参数）。

如果它可能拥有或不拥有它 std::shared_ptr 会更有意义