使用 unique_ptr 和适当的容器进行内存管理

Question

首先，我的动机是在类似 C 的计算内核之上进行高效的内存管理。我尝试使用 std::unique_ptr 和 std::vector，我的代码如下所示

// my data container
typedef std::unique_ptr<double> my_type;
std::vector<my_type> my_storage;

// when I need some memory for computation kernel
my_storage.push_back(my_type());
my_storage.back.reset(new double[some_length]);

// get pointer to do computational stuff
double *p_data=my_storage.back.get();

注意这里在实践中p_data可能存储在一些其他容器（例如map）中以根据域问题索引每个分配的数组，尽管如此，我的主要问题是

这里std::vector是个不错的选择吗？ std::list/set?
是不是我的分配方式存在根本问题？
假设我使用p_data进行一些操作后，现在我想释放原始指针指向的内存块p_data，这里的最佳实践是什么？

Answer 1

首先，如果你正在分配一个数组，你需要使用特化std::unique_ptr<T[]>，否则你不会在内存释放时得到delete []，而是一个简单的delete。

std::vector 是一个不错的选择，除非您有任何明确的理由使用不同的东西。例如，如果您要在容器内移动许多元素，那么 std::list 可以执行得更好（更少的 memmove 操作来移动东西）。

关于如何管理内存，主要取决于使用模式。如果 my_storage 主要负责所有事情（在您的规范中是这样，因为 unique_ptr 表示所有权），这意味着它将是唯一可以释放内存的人。这可以简单地通过调用 my_storage[i].reset().

来完成

请注意，如果释放内存，将托管对象的原始指针存储在其他集合中会导致悬空指针，例如：

using my_type = std::unique_ptr<double[]>;
using my_storage = std::vector<my_type>;

my_storage data;
data.push_back(my_type(new double[100]));

std::vector<double*> rawData;
rawData.push_back(data[0].get());

data.clear(); // delete [] is called on array and memory is released
*rawData[0] = 1.2; // accessing a dangling pointer -> bad

这可能是个问题，如果 data 是最后发布的，那么就没有问题，否则你可以存储对 std::unique_ptr 的 const 引用，这样至少你可以检查内存是否仍然有效，例如：

using my_type = std::unique_ptr<double[]>;
using my_managed_type = std::reference_wrapper<const my_type>;
std::vector<my_managed_type> rawData;

Answer 2

将 std::unique_ptr 与任何 STL 容器一起使用，包括 std::vector，通常都没有问题。但是您没有以正确的方式使用 std::unique_ptr（您没有使用它的数组专用版本），并且您根本不需要求助于使用 back.reset()。试试这个：

// my data container
typedef std::unique_ptr<double[]> my_type;
// or: using my_type = std::unique_ptr<double[]>;

std::vector<my_type> my_storage;

my_type ptr(new double[some_length]);
my_storage.push_back(std::move(ptr));
// or: my_storage.push_back(my_type(new double[some_length]));
// or: my_storage.emplace_back(new double[some_length]);

使用 unique_ptr 和适当的容器进行内存管理

Use unique_ptr and appropriate container to do memory management

c++

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