Question

我正在用C ++实现一个数学库。该库将被编译为DLL，因此使用它的人只需要类定义的头文件。

我班级的用户将是不熟悉该语言的人。但是，有些对象可能会在程序的几个部分中被引用。由于我不指望他们做内存管理，我想自己做。因此，我必须实现引用计数（垃圾收集不可能）。

我想让那个引用计数尽可能透明，例如......

// Define a Bézier curve
CVecList pts;
pts.Add(Vector(0,0,0));
pts.Add(Vector(0,0,100));
pts.Add(Vector(0,100,0));
pts.Add(Vector(0,100,100));
CCurve* c1 = new CBezier(pts);

// Define a 3rd order B-Spline curve
pts.Clear();
pts.Add(Vector(0,0,0));
pts.Add(Vector(0,200,100));
pts.Add(Vector(0,200,200));
pts.Add(Vector(0,-200,100));
pts.Add(Vector(0,-200,200));
pts.Add(Vector(0,0,0));
CCurve* c2 = new CBSpline(pts,3);

// The Bézier curve object must be deleted automatically
// because the only reference to it has been released
// Similar to IUnknown::Release() in COM
c1 = c2;

当我定义表面对象时，事情变得有点棘手，因为有些表面是用两条曲线定义的：

CVecList pts;
// ...
CCurve* f = new CBezier(pts);

pts.Clear();
// ...
CCurve* g = new CBezier(pts);

// Mixed surface: S(u,v) = (1-v)*f(u) + v*g(u)
CSurface* s = new CMixed(f,g);

// There are two references to the first Bézier curve,
// the first one is f
// the second one is hidden in a member of CMixed

// Something similar applies to the second Bézier curve

我认为覆盖operator =指针可能会有所帮助：

// This is what I tried, but it's illegal:
typedef CReferenceCounted* PRC;
PRC& operator =(PRC& dest, PRC& source)
{
    if (source)
        source->AddRef();
    if (dest)
        dest->Release();
    memcpy(&dest,&source,sizeof(PRC));
    return dest;
}

...但后来我发现operator =无效，除非它是一个类的非静态成员。

有人可以帮助我吗？

Answer 1

您尝试的是为标量类型重载运算符。除了枚举之外，C ++不允许你这样做（除了operator =必须是成员之外）。至少一种类型必须是用户定义的类型。因此，您要做的是将原始指针包装到用户定义的类中，该类重载构造函数，复制构造函数，复制赋值运算符和析构函数以及正确的引用计数。这是boost::shared_ptr的理想情况，它确实如此：

boost::shared_ptr<CCurve> c1(new CBezier(pts));

与表面相同的处理：

CVecList pts;
// ...
boost::shared_ptr<CCurve> f(new CBezier(pts));

pts.Clear();
// ...
boost::shared_ptr<CCurve> g(new CBezier(pts));

// Mixed surface: S(u,v) = (1-v)f(u) + vg(u)
boost::shared_ptr<CSurface> s(new CMixed(f,g));

继续使用该智能指针，它将自动管理指向对象的生命周期：如果指针的最后一个副本超出范围，则指向的对象将被释放。 shared_ptr旨在易于使用。尽量避免使用原始指针。看看那些智能指针，它们将使您的程序员能够轻松使用C ++：）

编辑：如果要打包shared_ptr，可以使用pimpl（句柄/正文）习语：

/* ---- wrapper in header file bezier.hpp */

struct CBezier {
    CBezier(CVecList const& list);
    void do_calc();
    // ...

private:
    struct CBezierImpl;
    boost::shared_ptr<CBezierImpl> p;
};

/* ---- implementation file bezier.cpp */

// private implementation
struct CBezier::CBezierImpl {
    CBezierImpl(CVecList const& list);
    void do_calc();
    // ...
};


CBezier::CBezier(CVecList const& list)
:p(new CBezierImpl(list)) {

}

void CBezier::do_calc() {
    // delegate to pimpl
    p->do_calc();
}

// ...

Answer 2

如果您正在设计数学库，请花很多时间考虑您的类是否看起来像int或std :: complex。也就是说，值的行为类似于值。 E.g。

std::vector<math::point3d> pts;
pts.push_back(math::point3d(0,0,0));
pts.push_back(math::point3d(110,0,0));
pts.push_back(math::point3d(0,100,0));
pts.push_back(math::point3d(0,0,100));
CCurve c1 = make_bezier(pts);

Answer 3

我建议您使用intrusive_ptr而不是shared_ptr来控制可以提高性能和可用性的对象，因为您可以稍后将一个原始指针分配给intrusive_ptr，因为引用计数嵌入在对象中。

Answer 4

我班级的用户将是不熟悉该语言的人。

您的课程是否专为编程课程设计？

如果是这种情况，我会避免使用指针并仅使用复制构造函数/赋值：

性能/内存不是优先事项
自己进行内存管理会显示一个关于如何使用new / delete
在不知道内存管理的情况下使用任何类型的智能指针可能会在以后引起很多混乱。

Answer 5

我同意Guishu和MSalters。即使它不是编程课程，也可以很好地模仿数学外观（例如vector3 = vector1 + vector2等）。

你还可以做的是使用copy-on-write（重新计算是一个逻辑结果），但仅限于内部。这可能会为您提供足够快的分配，消除客户端的堆管理以及与数学符号的相似性。

但请注意，C ++中有数学库（TNT，我的头脑）。你有没有考虑过你的工作？

C ++中的引用计数

5 个答案: