我们啥时候应该使用 std::enable_shared_from_this

Posted 2023-02-21

【中文标题】我们啥时候应该使用 std::enable_shared_from_this

【英文标题】：When should we use std::enable_shared_from_this我们什么时候应该使用 std::enable_shared_from_this

【发布时间】：2016-12-28 15:08:08

【问题描述】：

我只知道std::enable_shared_from_this 形成this link。 但是看了下面的代码，不知道什么时候用。

try 
        Good not_so_good;
        std::shared_ptr<Good> gp1 = not_so_good.getptr();
     catch(std::bad_weak_ptr& e) 
        // undefined behavior (until C++17) and std::bad_weak_ptr thrown (since C++17)
        std::cout << e.what() << '\n';    
    

上面的代码“不太好”，因为在调用getptr() 之前没有现有的shared_ptr。所以好的应该是：

std::shared_ptr<Good> gp1 = std::make_shared<Good>(); // having a shared_ptr at the beginning
std::shared_ptr<Good> gp2 = gp1->getptr();

但是，如果我已经有一个shared_ptr 对象，我为什么不简单地编写如下代码：std::shared_ptr<Good> gp2 = gp1;，这意味着我根本不需要std::enable_shared_from_this。

在我看来，使用std::enable_shared_from_this 是为了确保多个shared_ptr 对象具有相同的控制块，这样我们就可以避免the double-delete problem。但是如果我必须在开始时提醒自己创建一个shared_ptr，为什么我不提醒自己使用shared_ptr 对象来创建一个新对象，而不是使用原始指针呢？

【问题讨论】：

void f(Good& g); /* ... */ f(*gp1); /* ... */ void f(Good& g) /* now what? */

@milleniumbug 对不起，我不明白你想说什么。

f 无权访问shared_ptr，因为它需要一个引用，而不是共享指针。有时您可以进行更改，以便改为使用引用，但不适用于成员函数 - this 始终是原始指针。

@milleniumbug 我想你误解了我的问题。我的问题是：使用std::enable_shared_from_this 并不能让我们免于双重删除的风险。如果是这样，std::enable_shared_from_this 就没用了。查看示例：ideone.com/FlvIWw

你错了。 std::enable_shared_from_this 不应该是防止滥用shared_ptr 界面的保护措施。有关它的用例，请参阅我的答案。

【参考方案1】：

std::enable_shared_from_this<T> 何时有用的提示在其名称中：当基于某些请求产生对象时，可能需要返回指向对象本身的指针。如果结果应该是std::shared_ptr<T>，则有必要从通常无法访问std::shared_ptr<T> 的成员函数中返回这样的指针。

从std::enable_shared_from_this<T> 派生提供了一种获取std::shared_ptr<T> 的方法，只需一个T 类型的指针。但是，这样做会假定该对象已经通过std::shared_ptr<T> 进行管理，并且如果该对象被分配在堆栈上，则会造成混乱：

struct S: std::enable_shared_from_this<S> 
    std::shared_ptr<S> get_object() 
        return this->shared_from_this();
    ;


int main() 
    std::shared_ptr<S> ptr1 = std::make_shared<S>();
    std::shared_ptr<S> ptr2 = ptr1->get_object();
    // ...

在现实场景中，可能会在某些情况下返回当前对象的std::shared_ptr<T>。

【参考方案2】：

有些用例不能像不透明指针一样使用模板std::shared_ptr<T>。

在这种情况下，这样做很有用：

在 some_file.cpp 中

struct A : std::enable_shared_from_this<A> ;

extern "C" void f_c(A*);
extern "C" void f_cpp(A* a) 
   std::shared_ptr<A> shared_a = a->shared_from_this();
   // work with operation requires shared_ptr


int main()

    std::shared_ptr<A> a = std::make_shared<A>();
    f_c(a.get());

---

在 some_other.c 中

struct A;
void f_cpp(struct A* a);
void f_c(struct A* a) 
    f_cpp(a);

【讨论】：

我有点困惑，为什么要在 f_cpp 中使用 sharea_ptr？如果 f_cpp 需要，它应该接受 shared_ptr 而不是原始 pointef A*。

【参考方案3】：

假设我想表示一个计算树。我们将一个加法表示为从表达式派生的类，该类具有两个指向表达式的指针，因此可以递归地评估表达式。但是，我们需要在某个地方结束评估，所以让我们自己评估数字。

class Number;

class Expression : public std::enable_shared_from_this<Expression>

public:
    virtual std::shared_ptr<Number> evaluate() = 0;
    virtual ~Expression() 
;

class Number : public Expression

    int x;
public:
    int value() const  return x; 
    std::shared_ptr<Number> evaluate() override
    
        return std::static_pointer_cast<Number>(shared_from_this());
    
    Number(int x) : x(x) 
;

class Addition : public Expression

    std::shared_ptr<Expression> left;
    std::shared_ptr<Expression> right;
public:
    std::shared_ptr<Number> evaluate() override
    
        int l = left->evaluate()->value();
        int r = right->evaluate()->value();
        return std::make_shared<Number>(l + r);
    
    Addition(std::shared_ptr<Expression> left, std::shared_ptr<Expression> right) :
        left(left),
        right(right)
    

    
;

Live on Coliru

请注意，用return std::shared_ptr<Number>(this); 实现Number::evaluate() 的“明显”方式被破坏了，因为它会导致双重删除。

【讨论】：

evaluate 的返回类型应该是std::shared_ptr<Number>，让你免于所有邪恶的铸造。

您忘记指定Number 和Addition 的基类。

@BenVoigt 是的，在这个示例代码中，只需这样做。我的程序有不同的类型，这就是我最初没有这样做的原因。 （我不得不使用std::shared_from_this() 的演员表也很遗憾，但我想这就是生活）

@Oktalist 已修复。还添加了一个指向 coliru 的链接。

您必须将shared_ptr<Expression> 显式转换为shared_ptr<Number>，原因与使用原始指针时必须将Expression* 显式转换为Number* 相同。如果Expression::evaluate 的返回类型是shared_ptr<Expression>（这似乎是合理的），那么shared_ptr<Number> 将不符合协变返回类型，这很不幸。