C++為什么原始指針不應擁有所有權

本篇內容主要講解“C++為什么原始指針不應擁有所有權”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“C++為什么原始指針不應擁有所有權”吧!

R.3: 原始指針(T*)不應擁有所有權

Reason(原因)

這一點不存在任何例外(無論是C++標準還是大部分代碼)而且大多數原始指針就是沒有所有權的。我們需要所有權指針被定義出來，這樣就可以可靠地，高效地刪除所有權指針指向的對象。

Example(示例)

void f()
{
    int* p1 = new int{7};           // bad: raw owning pointer
    auto p2 = make_unique<int>(7);  // OK: the int is owned by a unique pointer
    // ...
}

unique_ptr通過(即使在發生異常的情況下)保證對象的刪除來防止內存泄露。而T*不會。

Example(示例)

template<typename T>
class X {
public:
    T* p;   // bad: it is unclear whether p is owning or not
    T* q;   // bad: it is unclear whether q is owning or not
    // ...
};

我們可以通過明確地賦予所有權來解決這個問題。

template<typename T>
class X2 {
public:
    owner<T*> p;  // OK: p is owning
    T* q;         // OK: q is not owning
    // ...
};

Exception(例外)

例外主要來源于既有代碼，特別是那些由于ABIs必須保持C兼容性或者包含C或C風格C++接口的情況。事實上存在成百萬行的代碼違反這條反對T*持有所有權的準則，它們不能被忽略。我們很高興地看到軟件工具可以將20年以上的老代碼轉換為嶄新的現代C++代碼，我們鼓勵這類工具的開發、部署和使用，我們甚至向這個領域的研究做出了貢獻，而且將繼續做出貢獻。然而這需要時間：“既有代碼”的產生快于我們翻新舊代碼的速度，因此這個過程將會持續一些年。

不可能所有的代碼都被重寫(即使存在優秀的轉換軟件)，很快重寫更不可能。這個問題不可能通過將所有具有所有權指針轉換為unique_ptr和shared_ptr來解決，一部分的原因是基礎的資源持有者需要/使用具有所有權的原始指針(同時也是簡單指針)。例如，普通的vector實現包含一個所有權指針和兩個非所有權指針。很多ABI（本質上講所有面向C語言的接口）使用T*，其中有些具有所有權。因為需要維持C語言可編譯，因此有些接口不能簡單地加注所有權(雖然這是很少見的宏的好用法，它只是在C++模式時展開成為所有權指針)。

Note(注意)

owner<T*>沒有包含任何超過T*的語義。它不修改任何代碼就可以使用而且不會影響ABI。它只是面向程序員和分析工具的一個指示信息。例如，如果owner<T*>是某類的成員，那個最好準備一個析構函數來銷毀它。

Example, bad(反面示例)

返回一個(原始)指針會增加調用者生命周期管理的不確定性；即：誰應該銷毀指針指向的對象？

Gadget* make_gadget(int n)
{
    auto p = new Gadget{n};
    // ...
    return p;
}

void caller(int n)
{
    auto p = make_gadget(n);   // remember to delete p
    // ...
    delete p;
}

這段代碼可以排除來自內存泄漏問題的痛苦，但是增加了虛假的分配和釋放操作和沒有必要的冗長性。如果Gadget很容易移出函數(也就是說，很小或者存在高效的移動操作），直接只用傳值(參照“輸出“返回值）。

Gadget make_gadget(int n)
{
    Gadget g{n};
    // ...
    return g;
}

Note(注意)

這條準則適用于工廠函數。

Note(注意)

如果需要指針語義(例如因為返回的指針需要指向類層次中的基類(某個接口)),返回一個智能指針。

Enforcement(實施建議)

• (Simple) Warn on delete of a raw pointer that is not an owner<T>.

• (簡單)警告銷毀owner<T>類型之外的原始指針的情況。
  

• (Moderate) Warn on failure to either reset or explicitly delete an owner<T> pointer on every code path.

• (中等)如果沒有在所有代碼路徑上重置或者銷毀onwer<T>指針，發出警告。
  

• (Simple) Warn if the return value of new is assigned to a raw pointer.

• (簡單)如果new的返回值賦給原始指針，發出警告。
  

• (Simple) Warn if a function returns an object that was allocated within the function but has a move constructor. Suggest considering returning it by value instead.、

• (簡單)如果一個函數返回的對象在函數內分配內存，但是包含移動構造函數。提出建議通過傳值方式返回。
  

到此，相信大家對“C++為什么原始指針不應擁有所有權”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！