我在 C++11 中有一个只有一个所有者的对象。但是,其他对象可以保存此对象的weak_ptr
。这样,我可以在使用对象之前测试对象是否仍然存在。
目前,所有者具有对象的shared_ptr
,该对象的所有者计数始终为 1。
如何确保不允许任何人复制此shared_ptr
?
我不能使用unique_ptr
,因为显然 C++11 不允许用unique_ptr
进行weak_ptr
.
编辑:感谢您的回复!
所有程序都在单个线程上运行。主所有者有一个定期更新循环,在其中调用其所有子系统。
感谢您指出使用weak_ptr
实际上会创建一个shared_ptr
。预期是不允许任何子系统或对象在调用另一个非 const 函数期间存储shared_ptr
。这样,任何函数都可以要求所有者从其集合中删除对象,并立即删除该对象。
我希望避免每次子系统调用lock()
时增加shared_ptr
的引用计数的开销,因为它有望立即释放所有权(并确保在编译时是这种情况(。
编辑2:示例代码以更清楚地表达我的问题
class Manager {
public:
Manager(); //Creates objects and stuff
void updateAllObjects() {
for (auto& o : mObjects)
o->update(*this);
}
void deleteObject(weak_ptr<WorldObject>); //May be called by other objects
vector<shared_ptr<WorldObject>> mObjects;
};
class WorldObject {
public:
virtual void update(Manager&)=0;
};
class Passenger : public WorldObject {
public:
void update(Manager&);
};
class Car : public WorldObject {
public:
void update(Manager&); //May call Manager::deleteObject on its passengers, or change them etc...
//If Manager decides to delete passenger, they must be destroyed, so we don't want those references to count
vector<weak_ptr<Passenger>> mPassengers;
//A passenger can belong to several cars, and must be updated exactly once per WorldObject::update()
};
如何:- 避免存储许多shared_ptr
的开销- 确保Car
不会将乘客的shared_ptr
存储时间超过其Car::update()
功能
目前,所有者对对象有一个shared_ptr,该对象始终具有 所有者计数为 1。
这是一个错误的陈述,因为std::weak_ptr
的所有者只能通过创建std::shared_ptr
来使用它,因此所有者计数将> 1。所以你的问题几乎没有意义 - 如果你只想提供对对象移动std::unique_ptr
的独占访问权限,如果你想通过std::weak_ptr
使用它,它必须被共享,原则上你不能强制单一所有者。
,shared_ptr
的本质是你可以创建更多的实例。你能做的,就是让它成为班级的私人成员,不要像现在这样直接将shared_ptr
暴露给外部世界。但是,对于使用哑巴来说,您不能安全,有人也可以获得weak_ptr
,提取原始指针并将其删除。如果 yoru 类的用户想搬起石头砸自己的脚,你无能为力!
实现自己的valid_ptr
或类似的东西,你就无法做到这一点,因为你总是可以通过weak_ptr::lock获得另一个shared_ptr。也就是说,仅当您要定期检查对象是否被删除时(即不用于检查对象是否仍然存在或实际访问它,请参见下文!
template<typename T>
class valid_ptr {
public:
template<typename S>
valid_ptr(const std::weak_ptr<S>& r) : m_ptr(r) { }
bool expired() const { return m_ptr.expired(); }
private:
std::weak_ptr<T> m_ptr;
};
如果你真的想访问你的指针,那么你应该简单地使用它的weak_ptr,并通过weak_ptr::lock
在访问期间获取一个shared_ptr:
if (auto shared = weak.lock()) {
// ptr is valid and can now be used via the shared_ptr shared
} else {
// ptr is nullptr
}
您不应该简单地依靠肯定的expired
检查来访问对象,因为在检查和访问之间可能会发生任何事情(包括删除对象,除非您有一些您在问题中未提及的其他约束(。在这种情况下,您希望通过在访问期间获取shared_ptr来确保(共享(所有权。
不要这样做。
如果您必须:
将共享 ptr 用于包含包装可写唯一 ptr 的互斥锁函子。
其他人都获得一个共享的 ptr 到一个互斥包装函子,该函子包装一个可能为空的不可变原始 ptr,通过包装上述内容并在 apply
中公开.get()
结果来实现。
所有者函子由一位代码拥有。 它公开非所有者函子。 它可以破坏独特的ptr。
非所有者函子不能将对象的生存期延长到超过其互斥锁。
所有者函子可以将唯一的 ptr 设置为无,并且(一旦他们有了互斥锁(没有人可以阻止它们。
您可以使用共享互斥锁来允许多个读取器。
我所说的函子是什么意思?
函子是包装另一个支持 apply 的类型的类型。 如果 [T]
是函子类型,并且T
包装的类型,并且 T->U
是接受T
并返回U
的函数的类型,则 apply 操作的类型为:
([T],(T->U))->U
或
[T].apply(T->U)
返回一个U
。
如果T
是一种类型,则将T->U
应用于T
以获得U
。
如果[T]
是T
的函子,则将其应用于T->U
以获得U
。 (请注意,与上一段相比,措辞略有变化(。
T
的函子知道如何运行T
函数,但没有声称自己是T
。
在实现方面,它要么包含一个T
,要么知道如何在询问时获得一个。 它可以对如何运行函数做出其他保证(例如,用互斥锁保护,在专用线程中,在服务器上,等等(。
参见Haskell了解更多信息。
另请注意,合理的公理不支持重入,因此单个线程上的死锁是可能的。
这个答案不容易理解:我只是为了完整而包括它。 除非你来自现代函数式编程背景C++,否则任何问OP问题的人都可能不会得到这个,也不应该尝试(我只是想证明OP的请求是可能的,nkt这是一个好主意(。 更糟糕的是,如果不是设计,我可能弄错了一些函数式编程术语。
如何使用 std::unique_ptr 指向对象,而不是 std::weak_ptr 指向此 std::unique_ptr 的原始指针。这样,您只有一个对象的所有者,并且您可以使用 bool 运算符通过指向它的原始指针测试 std::unique_ptr 的有效性。
auto object = std::make_unique<T>(...); // creates object and std::unique_ptr
...
auto* object_user = &object; // raw pointer to the std::unique_ptr holding the object
...
if ( *object_user ) (*object_user)->... // using the object
注意:省略号是您需要的任何代码。