Question

在我看来，一个类应该提供一个定义明确的抽象，并且在没有类知识的情况下不应该修改私有成员。但是当我检查“auto_ptr”（或任何其他智能指针）时，违反了此规则。请参阅以下代码

class Foo{
public:
   Foo(){}
};

int main(int argc, char* argv[])
{
   std::auto_ptr<Foo> fooPtr(new Foo);
   delete fooPtr.operator ->();
   return 0;
}

运算符重载（ - ＆gt;）给出了底层指针，可以在不知道“auto_ptr”的情况下修改它。我不能认为它是一个糟糕的设计，因为智能指针是由C ++极客设计的，但我想知道为什么他们允许这个。有没有办法在没有这个问题的情况下编写智能指针。

欣赏你的想法。

Answer 1

智能指针应该有两个理想的属性：

可以检索原始指针（例如，用于传递到旧库函数）
无法检索原始指针（以防止双重删除）

显然，这些属性是矛盾的，无法同时实现！甚至Boost的shared_ptr<Foo>等。有get()，所以他们有这个“问题”。在实践中，第一个更重要，所以第二个必须去。

顺便说一句，当普通的旧operator->()方法导致同样的问题时，我不确定为什么你会找到略显模糊的get()：

std::auto_ptr<Foo> fooPtr(new Foo);
delete fooPtr.get();

Answer 2

为了提供对底层对象的快速，方便，“指针式”访问，operator-＆gt;不幸的是，它必须“泄漏”它的抽象。否则，智能指针必须手动包装允许公开的所有成员。这些要么需要在实例化智能指针的那些部分上进行大量的“配置”工作，要么在C ++中不存在的元编程水平。此外，正如pyrsta指出的那样，即使这个漏洞被插入，仍有许多其他（可能是非标准的）方法来破坏C ++的访问控制机制。

Answer 3

不，没有办法完全禁止在C ++中使用这种错误。

作为一般规则，除非特别记录，否则任何库代码的用户都不应该对任何包装指针调用delete。在我看来，应该设计所有现代C ++代码，以便类的用户永远不会完全负责手动释放她获得的资源（即使用RAII代替）。

除了注意：std::auto_ptr<T>不再是最佳选择。它在复制时的不良行为可能导致严重的编码错误。通常，更好的方法是使用std::tr1::scoped_ptr<T>或std::tr1::shared_ptr<T>或其Boost变体。

此外，在C ++ 0x中，std::unique_ptr<T>将在函数上取代std::auto_ptr<T>作为更安全的类。可以找到关于该主题的一些讨论以及针对unique_ptr仿真的最新C ++ 03实现here。

Answer 4

有没有办法在没有这个问题的情况下编写智能指针。

这并不容易，而且一般都没有（也就是说，你不能为每个普通的Foo类做到这一点。）

我能想到的唯一方法就是更改Foo类的声明：将Foo析构函数设为私有（或定义私有delete运算符作为Foo类的成员），并在Foo类的声明中指定std::auto_ptr<Foo>是friend。

Answer 5

我不认为这表明auto_ptr存在封装问题。无论何时处理自有指针，人们都必须了解谁拥有什么。在auto_ptr的情况下，它拥有它所持有的指针[1];这是auto_ptr抽象的一部分。因此，以任何其他方式删除该指针违反了auto_ptr提供的合同。

我同意误用auto_ptr [2]相对容易，这是非常不理想的，但在C ++中，你永远无法避免“谁拥有这个指针？”的基本问题，因为为了更好或者更糟糕的是，C ++不会为你管理内存。

[1]来自cplusplus.com的引用：“auto_ptr对象具有取得分配给它们的指针所有权的特殊性”：http://www.cplusplus.com/reference/std/memory/auto_ptr/

[2]例如，您可能错误地认为它具有值语义，并将其用作矢量模板参数：http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CEEQFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.gamedev.net%2Ftopic%2F502150-c-why-is-stdvectorstdauto_ptrmytype--bad%2F&ei=XU1qT5i9GcnRiAKCiu20BQ&usg=AFQjCNHigbgumbMG3MTmMPla2zo4LhaE1Q&sig2=WSyJF2eWrq2aB2qw8dF3Dw

Answer 6

我认为这个问题解决了一个问题。智能指针用于管理指针的所有权，如果这样做会使指针无法访问，则它们无法实现其目的。

还要考虑这一点。任何容器类型都为你提供迭代器;如果it是这样的迭代器，则&*it是指向容器中项目的指针;如果你说delete &*it那么你已经死了。但暴露其物品的地址并不是容器类型的缺陷。

auto_ptr设计

6 个答案: