使用智能指针实现容器

发布于 2024-10-27 19:31:41 字数 852 浏览 1 评论 0原文

好的，所以每个人都知道应该像瘟疫一样避免原始指针并更喜欢智能指针，但是这个建议在实现容器时适用吗？这就是我想要实现的目标：

template<typename T> class AVLTreeNode {
public:
    T data;
    unique_ptr<AVLTreeNode<T>> left, right;
    int height;
}

Unique_ptr 可以使容器函数编写起来更加麻烦，因为我不能让多个原始指针以优雅的方式临时指向同一个对象。例如：（

unique_ptr<AVLTreeNode<T>> rotate_right(unique_ptr<AVLTreeNode<T>> n1)
{
    unique_ptr<AVLTreeNode<T>> n2 = n1->left;

    n1->left = n2->right;
    n2->right = n1;
    // n1 must now be referenced through the longer name n2->right from now on
    n2->right->recalculate_height();
    n2->recalculate_height();

    return n2;
}

在这个例子中这不是什么大问题，但我可以想象它如何成为一个问题）。我是否应该将此类问题视为容器应该使用旧的 new、delete 和原始指针来实现的强烈暗示？仅仅为了避免编写析构函数似乎就很麻烦。

原文

Ok, so everyone knows that raw pointers should be avoided like the plague and to prefer smart pointers, but does this advice apply when implementing a container? This is what I am trying to accomplish:

template<typename T> class AVLTreeNode {
public:
    T data;
    unique_ptr<AVLTreeNode<T>> left, right;
    int height;
}

Unique_ptr can make container functions more cumbersome to write because I can't have multiple raw pointers temporarily pointing to the same object in a way that is elegant. For example:

unique_ptr<AVLTreeNode<T>> rotate_right(unique_ptr<AVLTreeNode<T>> n1)
{
    unique_ptr<AVLTreeNode<T>> n2 = n1->left;

    n1->left = n2->right;
    n2->right = n1;
    // n1 must now be referenced through the longer name n2->right from now on
    n2->right->recalculate_height();
    n2->recalculate_height();

    return n2;
}

(It's not a big deal in this example but I can imagine how it could become a problem). Should I take problems like these as a strong hint that containers should be implemented with good old new, delete, and raw pointers? It seems like awfully a lot of trouble just to avoid writing a destructor.

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长途伴 2024-11-03 19:31:41

正如您所示，在实现容器时我通常不使用智能指针。原始指针（恕我直言）不能像瘟疫一样被避免。当您想要强制执行内存所有权时，请使用智能指针。但通常在容器中，容器拥有组成数据结构的指针所指向的内存。

如果在您的设计中，AVLTreeNode 唯一地拥有其左子节点和右子节点，并且您想使用 unique_ptr 来表达这一点，那没问题。但是，如果您希望 AVLTree 拥有所有 AVLTreeNode，并使用原始指针来实现，那也是有效的（也是我通常编码的方式）。

相信我，我并不反对智能指针。我是 unique_ptr 的发明者。但 unique_ptr 只是工具箱中的另一个工具。工具箱里有好的智能指针并不是万能的，盲目地使用它们并不能代替精心设计。

更新以回复评论（评论框太小）：

我经常使用原始指针（很少拥有）。开源项目 libc++ 中存在我的编码风格的良好示例。可以通过“浏览 SVN”链接浏览源代码。

出于异常安全考虑，我更喜欢资源的每次分配都可以在析构函数中的某个地方进行释放，即使通常的释放发生在析构函数之外。当分配由单个指针拥有时，智能指针通常是工具箱中最方便的工具。当分配由比指针更大的东西（例如容器或类Employee）拥有时，原始指针通常是组成较大对象的数据结构的一个方便的部分。

最重要的是，我永远不会在不知道哪个对象拥有该资源的情况下分配任何资源，无论是智能指针、容器还是其他什么。

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夏日落 2024-11-03 19:31:41

您提供的代码编译没有问题

#include <memory>
template<typename T> class AVLTreeNode {
public:
    T data;
    std::unique_ptr<AVLTreeNode<T>> left, right;
    int height;
};
int main()
{
    AVLTreeNode<int> node;
}

测试编译： https://ideone.com/aUAHs

就我个人而言，我已经即使我们唯一拥有的东西是 std::auto_ptr ，我们也一直在对树使用智能指针。

至于rotate_right，它可以通过对unique_ptr::swap 的几次调用来实现

The code you presented compiles with no problems

#include <memory>
template<typename T> class AVLTreeNode {
public:
    T data;
    std::unique_ptr<AVLTreeNode<T>> left, right;
    int height;
};
int main()
{
    AVLTreeNode<int> node;
}

test compilation: https://ideone.com/aUAHs

Personally, I've been using smart pointers for trees even when the only thing we had was std::auto_ptr

As for rotate_right, it could be implemented with a couple calls to unique_ptr::swap

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