Question

目前我想知道如何正确使用std::unique_ptr作为关于const正确性的成员变量。

以下示例允许更改my_foo拥有的内容，尽管它是const：

#include <iostream>
#include <memory>

struct foo {
    foo() : value_ptr_(std::make_unique<int>(3)) {}
    void increment() const {
        ++(*value_ptr_);
    }
    int get_value() const {
        return *value_ptr_;
    }
    std::unique_ptr<int> value_ptr_;
};

int main() {
    const foo my_foo;
    std::cout << my_foo.get_value() << std::endl;
    my_foo.increment(); // But my_foo is const!
    std::cout << my_foo.get_value() << std::endl;
}

std::make_unique<T>替换为std::make_unique<const T>乍一看似乎是一个很好的解决方案。但是，这不允许更改my_foo的内容，即使它是非const：

#include <iostream>
#include <memory>

struct foo {
    foo() : value_ptr_(std::make_unique<int>(3)) {}
    void increment() {
        ++(*value_ptr_);
    }
    int get_value() const {
        return *value_ptr_;
    }
    std::unique_ptr<const int> value_ptr_;
};

int main() {
    foo my_foo;
    std::cout << my_foo.get_value() << std::endl;
    my_foo.increment(); // compiler error
    std::cout << my_foo.get_value() << std::endl;
}

在这个最小的例子中有一个指向int的指针当然不是很有意义，但是在实际代码中unique_ptr可以保存指向多态的基类的指针，即我们不会的对象能够按价值存储。

那么如何更好地处理这种情况？

Answer 1

你可以继承std::unique_ptr并覆盖3（4 {for unique_ptr<T[]>）方法，提供const / non-const重载：

template <typename T>
struct propagating_unique_ptr : std::unique_ptr<T> {
    using unique_ptr<T>::unique_ptr;
    using unique_ptr<T>::operator =;

    const T *get() const noexcept {
        return unique_ptr<T>::get();
    }
    T *get() noexcept {
        return unique_ptr<T>::get();
    }

    const T &operator *() const noexcept {
        return unique_ptr<T>::operator *();
    }
    T &operator *() noexcept {
        return unique_ptr<T>::operator *();
    }

    const T *operator -> () const noexcept {
        return unique_ptr<T>::get();
    }
    T *operator -> () noexcept {
        return unique_ptr<T>::get();
    }
};

Answer 2

我这样做的方法是提供一个内部协议，以提供对底层实现的正确引用的引用的访问。

这样的事情：

struct foo {
    // standard (in your codebase) protocol to express the impl base class
    using underlying_impl = int;

    // standard protocol to express ownership semantics
    using implementation_handle = std::unique_ptr<underlying_impl>;

    // construction via private 'construct' protocol    
    foo() : value_ptr_(construct(3)) {}

    // all internal access to the implementation via a the protocol
    // of get_impl()
    auto operator++() -> foo&
    {
        // not-const - compiles fine
        ++get_impl();
        return *this;
    }

    void increment() const {
// now won't compile - get_impl() propagates const correctly
//        ++get_impl();
    }

private:

    static auto construct(int val) -> implementation_handle
    {
        return std::make_unique<underlying_impl>(val);
    }

    // two versions of get_impl() - const and mutable
    auto get_impl() const -> underlying_impl const&
    {
        return *value_ptr_;
    }

    auto get_impl() -> underlying_impl&
    {
        return *value_ptr_;
    }

    // actual storage of the implementation handle
    implementation_handle value_ptr_;
};

使用std :: unique_ptr / std :: shared_ptr构造正确的组合

2 个答案: