如何强制一个类只使用智能指针实例

Question

我一直在研究一种方法来防止用户使用没有智能指针的类。因此，迫使它们使用智能指针对对象进行堆分配和管理。为了得到这样的结果，我尝试了以下方法:

#include <memory>
class A
{
private :
    ~A {}
    // To force use of A only with std::unique_ptr
    friend std::default_delete<A>;
};

如果您只希望您的类用户能够通过std::unique_ptr操作您的类的实例，则此工作非常好。但对std::shared_ptr不起作用。所以我想知道你是否有什么办法能得到这样的行为。我发现的唯一解决方案是做以下(使用friend std::allocator_traits<A>;是不够的):

#include <memory>
class A
{
private :
    ~A {}
    // For std::shared_ptr use with g++
    friend __gnu_cxx::new_allocator<A>;
};

但是这个解决方案是不可移植的。也许我做错了。

Answer 1

创建一个返回std::unique_ptr<A>的朋友工厂函数，并使您的类没有可访问的构造函数。但是要使析构函数可用:

#include <memory>
class A;
template <class ...Args>
std::unique_ptr<A> make_A(Args&& ...args);
class A
{
public:
    ~A() = default;
private :
    A() = default;
    A(const A&) = delete;
    A& operator=(const A&) = delete;
    template <class ...Args>
    friend std::unique_ptr<A> make_A(Args&& ...args)
    {
        return std::unique_ptr<A>(new A(std::forward<Args>(args)...));
    }
};

现在您的客户端显然可以获得unique_ptr<A>:

std::unique_ptr<A> p1 = make_A();

但是你的客户可以很容易地得到一个shared_ptr<A>:

std::shared_ptr<A> p2 = make_A();

因为std::shared_ptr可以由std::unique_ptr构造。如果你有任何用户编写的智能指针，它们所要做的就是与你的系统互操作，创建一个带std::unique_ptr的构造函数，就像std::shared_ptr一样，这很容易做到:

template <class T>
class my_smart_ptr
{
    T* ptr_;
public:
    my_smart_ptr(std::unique_ptr<T> p)
        : ptr_(p.release())
    {
    }
    // ...
};

Answer 2

由于没有通用术语"智能指针"，您想要的是不可能的。

你能做的，是支持一些已知的智能指针。通常的解决方案从您的开始，将tor或tor设为私有，并添加工厂函数。它可以返回包含所需智能指针的实例。如果您只想支持unique_ptr和shared_ptr，那就意味着两个工厂函数，不会太多。(请注意，这些指针允许通过简单的接口走私出原始指针，因此控件不是完整的。)