智能指针管理数组中的智能指针

Question

我正在围绕存储在字符数组中的低级对象编写 C++ 包装器。我希望能够使用智能指针来管理 class 的生命周期。我的几个成员 class 需要 return 指向对象；因为这些不是单独的分配，我不能为它们使用标准的智能指针，一旦主对象被释放，这些指针就会失效。

为了具体起见，请考虑以下简单字符串 class:

class 
String
{
    char* s;
    size_t len;

protected:
    String(const char* str) {
        len = std::strlen(str);
        s = new char[len];
        std::strcpy(s, str);
    }
public:
    ~String() {
        delete s;
    }

    char*
    getString() {
        return s;
    }

    char*
    getSubstr(size_t idx) {
        if (idx < len)
            return &s[idx];
        else
            return nullptr;
    }

    static std::shared_ptr<String>
    makeString(const char* str) {
        return std::shared_ptr<String>(new String(str));
    }
};

我可以使用 std::shared_ptr 管理 String 的实例。但是当我的 String 对象被销毁时，任何由 getString() 或 getSubstring() 编辑的指针 return 都将无效。我会喜欢有办法让 getString() 和 getSubstring() 到 return 某种智能指针，它将保存对父对象的引用所以以下代码有效：

std::shared_ptr<String> str = String::makeString("Hello world");
SOMETHING<char> substr = str->getSubstr(6);

std::printf("String: %s\n", str->getString());
str.reset();
std::printf("Substring: %s\n", substr.get());

有没有什么方法可以使用标准的 C++ 功能实现这一点？如果没有，Boost 呢？

更新

根据 Yakk 的建议，这是一个似乎有效的版本（当使用 gcc 或 clang 编译为 C++11 时）：

#include <cstring>
#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>

using boost::shared_ptr;
using boost::enable_shared_from_this;

class 
String : public enable_shared_from_this<String>
{
    size_t len;
    char* s;

protected:
    String(const char* str) : len(std::strlen(str)), s(new char[len]) {
        std::copy(str, str+len, s);
    }
public:
    ~String() {
        delete s;
    }

    shared_ptr<char[]>
    getString() {
        return shared_ptr<char[]>(shared_from_this(), s);
    }

    shared_ptr<char[]>
    getSubstr(size_t idx) {
        if (idx < len)
            return shared_ptr<char[]>(shared_from_this(), s+idx);
        else
            return shared_ptr<char[]>();
    }

    static shared_ptr<String>
    makeString(const char* str) {
         return shared_ptr<String>(new String(str));
    }
};

Answer 1

您可能需要 shared_ptr "aliasing" 构造函数。

如果您有 C++1z 支持，您甚至可以获得 []。

你的 "SOMETHING" 只是 shared_ptr.

std::shared_ptr<char>
getSubstr(size_t idx) {
    if (idx < len)
        return {shared_from_this(), &s[idx]};
    else
        return {};
}

并将enable_shared_from_this添加到String。

或者，通过 String 中的 shared_ptr 直接管理缓冲区：

std::shared_ptr<char> s;

和

String(const char* str) {
    len = std::strlen(str);
    s = std::shared_ptr<char>(new char[len], std::default_deleter<char[]>{});
    std::strcpy(s.get(), str);
}

std::shared_ptr<char>
getSubstr(size_t idx) {
    if (idx < len)
        return {s, s.get()+idx};
    else
        return {};
}

此策略的优点是 String 不需要由共享 ptr 管理——您可以将其粘贴在向量中或在堆栈上声明。 C++ 在这样的常规类型上蓬勃发展。

同时内部缓冲区是智能指针管理的，所以子字符串不能悬挂。

其中的核心是别名构造函数。共享指针有两个组成部分：引用计数块和数据指针。

引用计数块有强计数、弱计数、销毁函数

别名构造函数允许您使用不同的共享指针的引用计数块和任意数据指针。这旨在将共享指针返回给由共享指针管理的 class 的成员，这基本上就是您正在做的事情。

智能指针管理数组中的智能指针

Smart pointers to within a smart-pointer managed array

c++

smart-pointers

c++11