std::unique_ptr 及其对 STL 容器中匹配指针的影响

Question

我在我的游戏中为灯光创建了一个工厂 class，其中函数 "create" 创建了一个 unique_ptr 并将其存储在 STL 向量中，因此我可以收集灯光数据并将它发送到着色器，然后它 returns 对向量中 unique_ptr 的引用，如下所示：

std::unique_ptr<Light>& create() {
    myVector.push_back(std::unique_ptr<Light>(new Light));
    return &myVector.back();
}

但是，当我添加更多灯光时，unique_ptr 引用（不是原始指针）变得无效，因为它引用了向量中的 unique_ptr 对象。因此，在创建后传递 unique_ptr 引用会导致错误。所以，我想出了这个解决方案：

std::unique_ptr<Light> create() {
    Light* light = new Light();
    myVector.push_back(light);
    return std::unique_ptr<Light>(light);
}

这解决了无效问题，但是现在，当 unique_ptr 超出范围时，它将 myVector 中的原始指针替换为向量中的下一个指针。因此，如果我有一个指针向量：[1, 2, 3]，那么在 unique_ptr 超出范围后，向量变为 [2, 2, 3]。当然，我不想要冗余数据，所以我用 STL 集替换了矢量。现在，当 unique_ptr 超出范围时，集合会找到冗余数据并删除一个副本，因此集合正确包含指针：[2, 3]。这有效，我没有收到任何错误，但我不明白 unique_ptr 为什么或如何更改 STL 容器中的匹配指针值。这是预期的行为吗？如果是这样，why/how 有效吗？

PS：我理解 unique_ptr 的目的是使指针由一个对象拥有。因此，我更喜欢将唯一所有权保留在调用 create() 函数的对象中。因此，工厂只是简单地创建灯光并存储对它创建的灯光的引用以便于收集，尽管工厂自己完成的存储只是一种临时措施。但是，我喜欢当 unique_ptr 超出范围时自动释放自身时自动维护 STL 集的性质。所以，我想保留这种通用设计，前提是它不是 unique_ptr.

的侥幸。

Answer 1

因为 std::vector<std::unique_ptr<Light>> 是 Light 的所有者，return 引用这些而不是指向 Light 的指针几乎没有用处。这些引用仅在您需要替换值时才有用。我只是根据使用对象而不是拥有对象的 Light* 或 Light const* 来旅行。您可以使用 get() 方法获取 std::unique_ptr<T> 持有的指针。

您可以 return 一个 simple_ptr<Light> 而不是 return 一个 Light*，其中 simple_ptr<T> 本质上只是有一个构造函数采用 T* 和运算符 operator->() 其中 return 是 T* 和 operator*() 其中 return 是 T&:

template <typename T>
class simple_ptr {
    T* ptr;
public:
    explicit simple_ptr(T* ptr): ptr(ptr) {}
    T* operator->() const { return this->ptr; }
    T& operator*() const { return *this->ptr; }
};

生成的函数只做正确的事情（即根据需要复制指针）。不跳过篮球就不可能 delete 这个指针。如果你给你的 Light 类型一个自定义的一元 operator&() 你可能会更难明确地找到指针。不过，Tt 并非不可能，因为您总是可以调用 ptr.operator->() 来获取它。但是，只防墨菲，不防马基雅维利

Answer 2

既然您不想在工厂函数的调用者或向量有指向它的指针时删除该对象，为什么不使用 std::shared_ptr?

Answer 3

您试图拥有多个副本，这与 std::unique_ptr 的设计相矛盾。

这可以通过使用 std::shared_ptr 来解决。

std::shared_ptr<Light> create() {
    myVector.push_back(std::make_shared<Light>());
    return myVector.back();
}

或者，如果您希望矢量主要负责这些灯的生命周期，return 一个 std::weak_ptr，它知道什么时候悬空。

std::weak_ptr<Light> create() {
    myVector.push_back(std::make_shared<Light>());
    return myVector.back();
}

Answer 4

智能指针是解决资源所有权的问题。这并不意味着您总是使用 shared_ptr 而从不使用 "raw" 指针。

您似乎想要一个灯光矢量，该矢量负责资源。为此，您甚至不需要指针，因为向量在内部处理指针。

vector<Light> myVector;

您可以从矢量或此创建函数的 return 中获取此资源的句柄。

const Light& create() {
      Light light;
      myVector.push_back(light);
      return myVector.back();
}

此资源的使用者可以做什么？能消光吗？

而vector又能给消费者带来什么保障呢？这些指针是否会在列表的生命周期内被使用。

传递 unique_ptr 意味着传递所有权。
Creating shared_ptr的意思是当最后一个引用被删除时，资源被清理。
weak_ptr 可用于不关心资源是否被清理的观察者。
原始指针和引用不关心任何事情。但是，如果您只是获取一个适当的句柄并读写该实例，则无需处理 share_ptr.

std::unique_ptr 及其对 STL 容器中匹配指针的影响

std::unique_ptr and its effect on matching pointers in STL containers

c++

stl

unique-ptr