Question

我想知道是否有合理的理由在C ++中通过引用返回唯一指针，即std::unique_ptr<T>&？

我之前从未见过这个技巧，但是我得到的新项目似乎使用了这个模式很多。从第一眼看，它只是有效地打破/规避了“独特的所有权”合同，使得无法在编译时捕获错误。请考虑以下示例：

class TmContainer {
public:
    TmContainer() {
        // Create some sort of complex object on heap and store unique pointer to it
        m_time = std::unique_ptr<tm>(new tm());
        // Store something meaningful in its fields
        m_time->tm_year = 42;
    }

    std::unique_ptr<tm>& time() { return m_time; }

private:
    std::unique_ptr<tm> m_time;
};

auto one = new TmContainer();
auto& myTime = one->time();
std::cout << myTime->tm_year; // works, outputs 42
delete one;
std::cout << myTime->tm_year; // obviously fails in the runtime, as `one` is deleted

请注意，如果我们只返回std::unique_ptr<tm>（不是引用），则会引发明确的编译时错误，或强制使用移动语义：

// Compile-time error
std::unique_ptr<tm> time() { return m_time; }

// Works as expected, but m_time is no longer owned by the container
std::unique_ptr<tm> time() { return std::move(m_time); }

我怀疑一般的经验法则是所有这些情况都需要使用std::shared_ptr。我是对的吗？

Answer 1

这有两个用例，在我看来，这表明设计不好。拥有非const引用意味着您可以窃取资源或替换它而无需提供单独的方法。

// Just create a handle to the managed object
auto& tm_ptr = tm_container.time();
do_something_to_tm(*tm_ptr);

// Steal the resource
std::unique_ptr<TmContainer> other_tm_ptr = std::move(tm_ptr);

// Replace the managed object with another one
tm_ptr = std::make_unique<TmContainer>;

我强烈主张反对这些做法，因为它们容易出错并且可读性较差。如果您确实需要此功能，最好提供如下界面。

tm& time() { return *m_time; }

std::unique_ptr<tm> release_time() { return {std::move(m_time)}; }

// If tm is cheap to move
void set_time(tm t) { m_time = make_unique<tm>(std::move(t)); }

// If tm is not cheap to move or not moveable at all
void set_time(std::unique_ptr t_ptr) { m_time = std::move(t_ptr); }

Answer 2

这是一个评论太久了。我对请求的用例没有好主意。我想象的唯一的东西是实用程序库的一些中间件。

问题是你想要什么，需要建模。什么是语义。返回参考没有任何有用的知识。

您的示例中唯一的优点是没有显式的析构函数。如果你想制作这段代码的精确镜像，它就是一个原始指针恕我直言。应该使用的确切类型取决于他们想要建模的确切语义。

也许您展示的代码背后的意图是返回一个非拥有指针，该指针通过原始指针建模（正如我所知）。如果你需要保证对象是活着的，那么你应该使用shared_ptr但请注意，这意味着共享所有权 - 即将其从TmContianer中分离出来。

使用原始指针会使你的代码失败，但有人可能会说，没有理由明确delete，并且可以通过范围正确管理对象的生命周期。

这当然是值得商榷的，因为语言和单词和短语的含义是，但我的经验说，c++人们如何写，说和理解指针。

Answer 3

根据设计，

std::unique_ptr无法满足 CopyConstructible 或 CopyAssignable 的要求。

因此，如果需要，必须将对象作为参考返回。

返回对std :: unique_ptr的引用的原因

3 个答案: