Question

我搜索过网络并阅读有关shared_ptr的Boost文档。 SO上有一个响应，表示写入时写入（COW）的shared_ptr很糟糕，TR!已将其从字符串库中删除。关于SO的大多数建议都说使用shared_ptr而不是常规指针。

该文档还讨论了使用std::unique()制作COW指针，但我没有找到任何示例。

是否有关于为您执行COW的智能指针或让您的对象使用新的shared_ptr到克隆对象然后修改克隆对象的讨论？

示例：食谱＆amp;成分

struct Nutrients;

struct Ingredient
{
    Ingredient(const std::string& new_title = std::string(""))
        : m_title(new_title)
        { ; }
    std::string m_title;
    Nutrients   ing_nutrients;
};

struct Milk : public Ingredient
    : Ingredient("milk")
{ ; }

struct Cream : public Ingredient
    : Ingredient("cream")
{ ; }

struct Recipe
{
    std::vector< boost::shared_ptr<Ingredient> > m_ingredients;
    void append_ingredient(boost::shared_ptr<Ingredient> new_ingredient)
    {
        m_ingredients.push_back(new_ingredient);
        return;
    }
    void replace_ingredient(const std::string& original_ingredient_title,
                            boost::shared_ptr<Ingredient> new_ingredient)
    {
        // Confusion here
    }
};

int main(void)
{
    // Create an oatmeal recipe that contains milk.
    Recipe  oatmeal;
    boost::shared_ptr<Ingredient> p_milk(new Milk);
    oatmeal.add_ingredient(p_milk);

    // Create a mashed potatoes recipe that contains milk
    Recipe  mashed_potatoes;
    mashed_potatoes.add_ingredient(p_milk);

    // Now replace the Milk in the oatmeal with cream
    // This must not affect the mashed_potatoes recipe.
    boost::shared_ptr<Ingredient> p_cream(new Cream);
    oatmeal.replace(p_milk->m_title, p_cream);

    return 0;
}

混淆是如何用奶油替换oatmeal食谱中的'牛奶'而不影响mashed_potatoes食谱。

我的算法是：

locate pointer to `Milk` ingredient in the vector.
erase it.
append `Cream` ingredient to vector.

COW指针如何在这里发挥作用？

注意：我在Windows NT，Vista和7上使用MS Visual Studio 2010。

Answer 1

这里有几个问题捆绑在一起，所以如果我没有按照你期望的顺序解决这些问题，请耐心等待。

关于SO的大多数建议都说使用shared_ptr而不是常规指针。

是和否。不幸的是，许多SO的用户推荐shared_ptr，好像它是解决所有内存管理相关问题的灵丹妙药。不是。大多数建议谈论不使用裸指针，这是完全不同的。

真正的建议是使用智能管理器：智能指针（unique_ptr，scoped_ptr，shared_ptr，auto_ptr），智能容器（ptr_vector，ptr_map）或针对难题的自定义解决方案（基于Boost.MultiIndex，使用侵入式计数器等）。

您应该根据需要选择要使用的智能管理器。最值得注意的是，如果您不需要共享对象的所有权，则不应使用shared_ptr。

什么是COW？

COW（Copy-On-Write）是关于共享数据以“保存”内存并使副本更便宜......而不改变程序的语义。

从用户的角度来看，std::string是否使用COW并不重要。修改字符串后，所有其他字符串都不受影响。

COW背后的理念是：

如果您是数据的唯一所有者，则可以对其进行修改
如果你不是，那么你应该复制它，然后使用副本

它似乎与shared_ptr类似，为什么不呢？

它是相似的，但两者都是为了解决不同的问题，因此它们略有不同。

问题在于，由于shared_ptr无论是否共享所有权都意味着无缝运行，因此COW难以实施“如果唯一所有者”测试。值得注意的是，weak_ptr的互动使其变得困难。

显然，有可能。关键是不根本不会泄漏shared_ptr，而不是使用weak_ptr（无论如何它们都对COW没用。）

重要吗？

不，不是真的。事实证明，COW并不是那么棒。大多数时候它是微观优化......并且一次微观悲观化。你可以节省一些内存（虽然只有你不复制大对象才有效），但是你的算法很复杂，这可能会减慢执行速度（你正在引入测试）。

我的建议是不要使用COW。而且不要使用那些shared_ptr。

个人，我要么：

使用boost::ptr_vector<Ingredient>而不是std::vector< boost::shared_ptr<Ingredient> >（您不需要分享）
创建IngredientFactory，创建（并管理）成分，并返回Ingredient const&，Factory应该比Receipt更长。

编辑：根据Xeo的评论，似乎最后一项（IngredientFactory）非常简洁......

对于IngredientFactory，Receipt对象将包含std::vector<Ingredient const*>。注意原始指针：

Receipt不对内存负责，但可以访问它
隐含保证指向的对象将保持有效的时间长于Receipt对象

使用原始（裸）指针是好的，只要你像对待它一样对待它们。您只需要注意潜在的无效性，并且如果您愿意，您可以重新安装它们 - 并且您相信提供商可以处理生命周期/内存管理方面的问题。

Answer 2

你无需担心。每个Recipe对象都有自己的vector，因此修改它们不会影响另一个，即使它们都碰巧包含指向同一对象的指针。只有当您更改了p_milk指向的对象的内容时，土豆泥配方才会受到影响，但您没有这样做。您正在修改oatmeal.m_ingredients对象，该对象与mashed_potatoes.m_ingredients完全无关。他们是两个完全独立的vector个实例。

关于Copy-On-Write和shared_ptr的困惑

示例：食谱＆amp;成分

2 个答案: