在具有智能指针的类上正确实现复制构造函数和等于运算符

Posted 2023-02-25

【中文标题】在具有智能指针的类上正确实现复制构造函数和等于运算符

【英文标题】：Proper Implementation of Copy Constructor and Equals Operator on a class with smart pointers

【发布时间】：2014-09-13 10:35:04

【问题描述】：

假设我想实现一个可复制的类，那么我可以实现复制构造函数和赋值运算符。但是，唯一和共享指针变量的正确实现和处理是什么？请参阅这个具有两种类型指针的人为示例：

头文件

#include <memory>

using std::unique_ptr;
using std::shared_ptr;

class Copyable

private:
    unique_ptr<int> uniquePointer;
    shared_ptr<int> sharedPointer;

public:
    Copyable();
    Copyable(int value);
    Copyable(const Copyable& other);
    ~Copyable();

public:
    int GetUniqueValue()  return *uniquePointer; ;
    int GetSharedValue()  return *sharedPointer; ;
    Copyable& operator=(const Copyable& other);
;

CPP 文件

#include "stdafx.h"
#include "Copyable.h"

using namespace std;

Copyable::Copyable() : 
    uniquePointer(make_unique<int>()), sharedPointer(make_shared<int>())



Copyable::Copyable(int value) : 
    uniquePointer(make_unique<int>(value)), 
    sharedPointer(make_shared<int>(value))



Copyable::Copyable(const Copyable& other) : 
    uniquePointer(make_unique<int>(*other.uniquePointer)), 
    sharedPointer(make_shared<int>(*other.sharedPointer))
    // OR
    sharedPointer(other.sharedPointer)



Copyable::~Copyable()



Copyable& Copyable::operator=(const Copyable& other)

    if (&other != this)
    
        uniquePointer.reset();
        uniquePointer = make_unique<int>(*other.uniquePointer);

        sharedPointer = make_shared<int>(*other.sharedPointer);
        // OR
        sharedPointer = other.sharedPointer;
    

    return *this;

使用允许复制

Copyable copyable1(5);
int uniqueValue1 = copyable1.GetUniqueValue();
int sharedValue1 = copyable1.GetSharedValue();
Copyable copyable2 = copyable1;
int uniqueValue2 = copyable2.GetSharedValue();
int sharedValue2 = copyable2.GetSharedValue();

只有一种方法可以使用 make_unique 函数复制唯一指针，但是共享指针呢？我应该分配它还是使用 make_shared 函数？

更新 - 复制与移动

一个更广泛的说明我试图弄清楚什么时候使用什么。如果我决定使用复制，为什么要使用 unique_ptr？看来 shared_ptr 是要走的路。同样，如果使用移动语义，unique_ptr 似乎是要走的路。一般只说。我也许应该把它分成一个单独的问题。

【问题讨论】：

不，你不能复制一个唯一的指针，否则它就不是唯一的。跨度>

但是你可以复制它的内容不是吗？那么这是不好的做法吗？

是的，您可以复制它指向的内容，但不能复制实际的指针。此外，当您调用std::make_unique 函数时，它将调用std::unique_ptr constructor，并且构造函数采用另一个std::unique_ptr 对象转移指针的所有权 .最后一句话应该给你一个提示，告诉你应该如何看待新的智能指针，即在所有权方面。

unique_ptr 的全部意义在于，一个特定的unique_ptr 是指向给定对象的only 指针。当 unique_ptr 被销毁时，它将销毁该对象。因此，如果您以某种方式将unique_ptr 的值复制到另一个unique_ptr，那么当它们中的任何一个被销毁时，指向的对象也被销毁，现在unique_ptrs 之一指向已释放的内存并且您可能会导致释放后使用。

@RehanSaeed 恰恰相反；如果你想要你的类的只移动语义，你可以使用unique_ptr 成员；否则，您应该使用不同的指针工具。

【参考方案1】：

共享指针呢？我应该分配它还是使用 make_shared 函数？

tl;dr 该作业很可能是您要查找的内容。

这完全取决于所涉及的类的语义；

如果您希望对象共享shared_ptr 的状态，则需要分配或副本 如果您希望每个对象都保持自己的状态，则基于“其他”对象创建一个新的shared_ptr

如果它不需要共享状态，那么使用unique_ptr 真的会更好

作为一般的“经验法则”；

如果您的类型包含仅移动成员，则只允许移动。如果您的类型具有可复制成员，请允许复制。在有意义的地方，遵循“值”类型语义。争取“零法则”

【讨论】：

我明白了，所以在我的情况下应该对 shared_ptr 使用分配。但是复制与移动呢？作为一般规则，我想我现在明白如果使用 unique_ptr，请使用移动语义并禁止复制。 shared_ptr 呢，我可以应用一个通用规则吗？

@RehanSaeed 复制语义。基本上shared_ptr 意味着与复制语义的共享状态；所有副本共享由share_ptr管理的同一对象