如何让 boost::make_shared 成为我班上的朋友

Question

我编写了一个带有受保护构造函数的类，因此只能使用静态 create() 函数生成新实例，该函数将共享指针返回到我的类。为了提供有效的分配，我想在 create 函数中使用 boost::make_shared ，但是编译器抱怨我的类构造函数在 boost::make_shared 中受到保护。我决定让我的 boost::make_shared 成为我班上的一个朋友，但我对语法感到困惑。我尝试过

template< class T, class A1, class A2 >
friend boost::shared_ptr<Connection> boost::make_shared(const ConnectionManagerPtr&, const std::string&);

，但编译器给了我语法错误。请帮忙。

Answer 1

您不需要模板化 friend 部分，但需要表明 friend 函数是一个模板：

friend boost::shared_ptr<Connection> boost::make_shared<>(/* ... */);
//                                                     ^^

适用于 Comeau 和当前的 GCC 版本，但不适用于 VC 。更好的是以下形式：

friend boost::shared_ptr<Connection> boost::make_shared<Connection>(/* ... */);

现在可以跨多个编译器工作 - 我在 VC8、VC10、GCC 4.2、GCC 4.5 和 Comeau 4.3 上测试了它。

或者使用限定名称来引用函数模板的特定实例，就像 Martin 应该工作并且在 Comeau 中所做的那样，但 GCC 对此感到窒息。

一个有用的替代方案，不依赖于 make_shared() 的实现细节（因此也适用于 VC10s TR1 实现）是使用 pass-key-idiom 用于构造函数的访问保护并与 create() 函数成为朋友相反，例如：

class Connection {
// ...
public:
    class Key {
        friend boost::shared_ptr<Connection> create(const ConnectionManagerPtr&, 
                                                    const std::string&);
        Key() {}
    };
    Connection(const ConnectionManagerPtr&, const std::string&, const Key&);
};

boost::shared_ptr<Connection> create(const ConnectionManagerPtr& p, 
                                     const std::string& s) 
{
    return boost::make_shared<Connection>(p, s, Connection::Key());
}

Answer 2

我会尝试不使用 template 部分。毕竟，您希望（模板）函数的特定实例成为您的类的朋友，不是吗？ 有效吗

friend boost::shared_ptr<Connection> boost::make_shared(const ConnectionManagerPtr&, const std::string&);

？

如果这不是解决方案，向我们提供您收到的编译器消息可能会有所帮助......

Answer 3

我认为这不是使用 make_shared 的正确位置。只需使用operator new 构造对象并将指针传递给shared_ptr 构造函数即可。这样你就不需要和任何人成为朋友。

顺便说一句，为什么模板参数和函数参数的类型不同？

Answer 4

我最终使用下面的简单解决方案来强制共享所有权。不需要友谊。

class probe {
    probe() = default;
    probe(...) { ... }

    // Part I of III, private
    struct creation_token {};
    probe(probe const&) = delete;
    probe& operator=(probe const&) = delete;

public:
    // Part II of III, public
    template <class... Args>
    probe(creation_token&&, Args&&... args):
        probe(std::forward<Args>(args)...) {}

    // Part III of III, public
    template <class... Args>
    static auto create(Args&&... args) {
        return make_shared<probe>(creation_token(),
            std::forward<Args>(args)...);
    }
};

Answer 5

下面是我为您编写的一些宏。在您的情况下，您将使用：

BOOST_MAKE_SHARED_2ARG_CONSTRUCTOR(Connection, const ConnectionManagerPtr&, const std::string&);

宏定义：

// Required includes
#include <boost/make_shared.hpp>
#include <boost/type_traits/add_reference.hpp>
#include <boost/type_traits/add_const.hpp> 

// Helper macro
#define CONST_REFERENCE(T) boost::add_reference<boost::add_const<T>::type>::type

/** BOOST_MAKE_SHARED_nARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG1_TYPE, ARG2_TYPE, ...) 
  *
  * Use this macro inside the body of a class to declare that boost::make_shared
  * should be considered a friend function when used in conjunction with the
  * constructor that takes the given argument types.  This allows the constructor 
  * to be declared private (making it impossible to accidentally create an instance 
  * of the object without immediatly storing it in a boost::shared_ptr).  
  * Example usage:
  *
  * class Foo {
  *   private:
  *     Foo(int size, const char* name);
  *     MAKE_SHARED_2ARG_CONSTRUCTOR(Foo, int, const char*);
  * };
  * 
  * boost::shared_ptr<Foo> myFoo = boost::make_shared<Foo>(3, "Bob");
  *
  * Note that you need to explicitly specify the number of arguments 
  * that the constructor takes as part of the macro name.  Also, note that 
  * macros don't mix well with templated types that contain commas -- so 
  * if you have such a type, then you should typedef it to a shorter name 
  * before using it with this macro.
  */
#define BOOST_MAKE_SHARED_0ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>()
#define BOOST_MAKE_SHARED_1ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1))
#define BOOST_MAKE_SHARED_2ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2))
#define BOOST_MAKE_SHARED_3ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2, ARG_TYPE3) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE3))
#define BOOST_MAKE_SHARED_4ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2, ARG_TYPE3, ARG_TYPE4) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE3), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE4))
#define BOOST_MAKE_SHARED_5ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2, ARG_TYPE3, ARG_TYPE4, ARG_TYPE5) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE3), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE4), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE5))
#define BOOST_MAKE_SHARED_6ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2, ARG_TYPE3, ARG_TYPE4, ARG_TYPE5, ARG_TYPE6) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE3), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE4), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE5), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE6))
#define BOOST_MAKE_SHARED_7ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2, ARG_TYPE3, ARG_TYPE4, ARG_TYPE5, ARG_TYPE6, ARG_TYPE7) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE3), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE4), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE5), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE6)), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE7))
#define BOOST_MAKE_SHARED_8ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2, ARG_TYPE3, ARG_TYPE4, ARG_TYPE5, ARG_TYPE6, ARG_TYPE7, ARG_TYPE8) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE3), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE4), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE5), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE6)), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE7)), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE8))
#define BOOST_MAKE_SHARED_9ARG_CONSTRUCTOR(CLASS_NAME, ARG_TYPE1, ARG_TYPE2, ARG_TYPE3, ARG_TYPE4, ARG_TYPE5, ARG_TYPE6, ARG_TYPE7, ARG_TYPE8, ARG_TYPE9) \
    friend boost::shared_ptr<CLASS_NAME> boost::make_shared<CLASS_NAME>(CONST_REFERENCE(ARG_TYPE1), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE2), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE3), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE4), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE5), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE6)), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE7)), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE8)), CONST_REFERENCE(ARG_TYPE9))

Answer 6

只是完整版本的总结：

#include <iostream>
#include <boost/make_shared.hpp>

class Foo {
  explicit Foo(int x) {
    std::cout << "Foo::Foo(" << x << ")\n";
  }
public:
  friend boost::shared_ptr<Foo> boost::make_shared<Foo, int>(const int& x);

  static boost::shared_ptr<Foo> create(int x) {
    return boost::make_shared<Foo, int>(x);
  }

  ~Foo() {
    std::cout << "Foo::~Foo()\n";
  }
};

int main(int argc, const char *argv[]) {
  Foo::create(42);
}