使用std智能指针的正确方法来确保ptr安全

Posted 2023-02-16

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【中文标题】使用std智能指针的正确方法来确保ptr安全【英文标题】：Correct way to use std smart pointers to ensure ptr safety 【发布时间】：2015-11-14 13:36:44 【问题描述】：

这是使用std智能指针确保ptr安全的正确方法吗

这个例子可能不是最好的，但我试图模拟一些真实的代码。我遇到的问题是在实际代码中，通信器指针是一个原始指针，可以随时解除分配 - 导致使用指针时崩溃。

所以我决定研究 std::shared_ptr 和 std::weak_ptr 看看现在我们有 C++11 应该如何设计它。我在发送代码中使用了一个weak_ptr，它检查ptr是否仍然有效，然后才会取消引用ptr。这段代码是正确的方法吗？有什么改进吗？

#include <memory>
#include <iostream>
#include <string>

class communicator

public:
    communicator(const char* name, int comport, int speed) : name_(name), comport_(comport), speed_(speed)  

    void send(const std::string& s) 
        std::cout << "sending " << s << " using " << name_ << " at " << speed_ << " rate and using com port " << comport_ << '\n';
    

private:
    const char* name_;
    int comport_;
    int speed_;
;

class sender

public:
    sender() 

    void set_communicator(std::weak_ptr<communicator> comms) 
        comms_ = comms;
    

    void send(const std::string& s)
    
        if (auto sh = comms_.lock())
            sh->send(s);
        else
            std::cout << "Attempting to send: " << s << " but ptr no longer exists\n";
    

private:
    std::weak_ptr<communicator> comms_;
;

int main() 

    sender mysender;

    
        // create comms object
        std::shared_ptr<communicator> comms(new communicator("myname", 3, 9600));

        mysender.set_communicator(comms);

        mysender.send("Hi guys!");

      // comms object gets deleted here

    mysender.send("Hi guys after ptr delete!");

输出：

sending Hi guys! using myname at 9600 rate and using com port 3
Attempting to send: Hi guys after ptr delete! but ptr no longer exists

【问题讨论】：

可能更适合codereview。我会使用std::make_shared。 【参考方案1】：

可以随时解除分配的指针 - 导致使用指针崩溃

这就是引入weak_ptr 的基本原理背后的症状；因此，我认为您的基于 weak_ptr 的方法是正确的。

然而，我觉得值得商榷的是，与此相结合

sender() : comms_() 

void set_communicator(std::weak_ptr<communicator> comms) 
    comms_ = comms;

sender 的内部资产comms_ 的两阶段构建一旦 lock() 失败，您就不会将内部资产的状态重置为构建后状态

void send(const std::string& s)

但这本身并没有“错误”；这只是可以考虑用于完整应用程序的东西。

另一件事是当lock() 失败时您不会throw（或let throw by the shared_ptr(weak_ptr) ctor (#11)），而只需if-else 处理它。我不知道您的完整应用程序的要求，但根据您组装的提取物，基于异常的错误处理将改进 imo 的设计。

例如：

#include <memory>
#include <stdexcept>
#include <iostream>
#include <string>

class communicator

public:
    communicator(const char* name, int comport, int speed) 
        : name_(name), comport_(comport), speed_(speed)  

    void send(const std::string& s) 
        std::cout << "sending " << s << " using " << name_ << " at " 
                  << speed_ << " rate and using com port " << comport_ 
                  << '\n';
    

private:
    const char* name_;
    int comport_;
    int speed_;
;

class sender

public:
    struct invalid_communicator : public std::runtime_error 
        invalid_communicator(const std::string& s) :
            std::runtime_error(
                std::string("Attempting to send: \"") + s 
                    + "\" but communicator is invalid or not set"
            ) 
    ;  

    sender() : comms_() 

    void set_communicator(std::weak_ptr<communicator> comms) 
        comms_ = comms;
    

    /* non-const */
    void send(const std::string& s) throw (invalid_communicator)
    
        try 
            auto sh = std::shared_ptr<communicator>(comms_);
            sh->send(s);
         catch (const std::bad_weak_ptr& e) 
            comms_ = decltype(comms_)();
            throw invalid_communicator(s);
        
    

private:
    std::weak_ptr<communicator> comms_;
;

int main() 
    int rv = -1;
    sender mysender;

    for (auto com : 1, 2, 3) 
        try 
             
                // create comms object
                auto comms = std::make_shared<communicator>(
                    "myname", com, 9600
                );
                mysender.set_communicator(comms);
                mysender.send("Hi guys!");
            // comms object gets deleted here

            mysender.send("Hi guys after ptr delete!"); 

            // never reached in this example; just to illustrate
            // how the story could continue  
            rv = EXIT_SUCCESS;            
            break; // it'd be not nice to "break", but I did not want to
                   // introduce another state variable
         catch (const sender::invalid_communicator& e) 
            std::cerr << e.what() << std::endl;
        
    

    return rv;

live Coliru 的

【讨论】：

【参考方案2】：