Question

我的程序中遇到了设计问题。我必须管理Nodes对象，它是根ChainDescriptor的一部分。

基本上它看起来如下：

class ChainDescriptor
{
public:
    ~ChainDescriptor()
    {
        //delete the nodes in nodes...
    }

    void addNode(Node *);
    Node * getNode();

    const std::list<Node *>& getNodes() const;

    std::list<Node *> m_nodes;

};

class Node
{
public:
    Node(Node *parent);

    void addChild(Node *node);
    Node * getChild(const std::string& nodeName);

private:
    Node * m_parent;
    std::list<Node*> m_childs;
};

ChainDescriptor类拥有所有节点并负责删除它们。但是现在需要在另一个程序中使用这些类，一个具有撤消/重做功能的GUI，以及“所有权”的问题。在深入修改现有代码之前，我正在考虑不同的解决方案：

使用shared_ptr和相应的list<shared_ptr<...> >
使用weak_ptr和相应的list<weak_ptr<...> >

在上面的例子中，我真的不知道在哪里正确使用shared_ptr和weak_ptr。

有什么建议吗？

Answer 1

shared_ptr拥有智能指针，weak_ptr正在引用智能指针。

因此，在您的情况下，我认为ChainDescriptor应使用shared_ptr（它拥有节点）而Node应使用weak_ptr m_parent（仅限{}引用它）和shared_ptr m_childs（它拥有它们）。

Answer 2

您可以shared_ptr使用m_childs，weak_ptr使用m_parent。

但是，保留指向父Node的原始指针并且根本不使用任何弱指针仍然是合理的。这背后的保护机制是永久存在非null父级的不变量。

另一个选项是仅在shared_ptr中使用ChainDescriptor并保留Node中的所有原始指针。这种方法避免了弱指针，并且具有干净的所有权策略（父节点拥有自己的子节点）。

弱指针将帮助您自动管理内存，但其背后是模糊的所有权逻辑和性能损失。

Answer 3

通常的实现是每个节点都有对其子节点的强引用（即使它们保持活动状态），并且每个子节点都有一个弱引用返回父节点。

这样做的原因是避免循环引用。如果只使用强引用，那么你会遇到父引用计数永远不会降为零的情况（因为子引用），并且子引用计数永远不会降为零（因为父引用有引用）。

我认为你的ChainDescriptor类可以在这里使用强引用。

Answer 4

尝试用某种智能替换原始指针指针一般不起作用。智能指针有不同的语义比弱指针，通常，这些特殊语义需要在更高的位置考虑水平。这里“最干净”的解决方案是添加对副本的支持在ChainDescriptor中，实施深层复制。（我想在这里你可以克隆Node，并且所有Node都是始终由ChainDescriptor拥有。）另外，对于撤消，您可以反正需要一份深刻的副本;你不想修改活动实例，用于修改为撤消保存的数据。

话虽如此，你的节点似乎被用来形成一棵树。在在这种情况下，std::shared_ptr将起作用，只要1）所有Node 始终由ChainDescriptor或父母“拥有” Node，2）结构确实是森林，或者至少 DAG的集合（当然，您不会进行更改在任何已保存的实例中）。如果结构是这样的可能会出现循环，然后您无法使用shared_ptr 水平。您可以抽象出节点列表和树成一个单独的实现类，并具有 ChainDescriptor保留shared_ptr。

（FWIW：我使用了一个引用计数指针来表示节点我多年前写过的一个解析树，以及不同的实例可以共享子树。但我是从它设计的开始使用引用计数指针。而且因为如何树被建造，我保证可能没有周期。）

C ++：用共享和弱ptr替换原始指针

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