复制包含 unique_ptrs 的结构向量

Question

我正在使用 C++ 和 Allegro 开发一个简单的游戏。我运行遇到 Access violation 运行时错误，关于 structs 的 vector 包含 unique_ptrs 到 ALLEGRO_BITMAPs.

这是我的结构声明。

struct Skin {
    std::unique_ptr<ALLEGRO_BITMAP> img;
    Skin();
    Skin(ALLEGRO_BITMAP*);
    Skin& operator=(const Skin& s);
    Skin(const Skin& s);
};

这里是另一个文件中构造函数的定义。

Skin::Skin() {
    img.reset();
}

Skin::Skin(ALLEGRO_BITMAP* bitmap) {
    img.reset(bitmap);
}

Skin::Skin(const Skin& s) {
    img.reset(s.img.get());
}

Skin& Skin::operator=(const Skin& s) {
    img.reset(s.img.get());
    return *this;
}

这是在我的访问冲突之前调用的代码。

generateBase(world, display.get());

调用这个函数。

void generateBase(World& world, ALLEGRO_DISPLAY* display) {
    int x = TILESIZE - WIDTH;
    int y = HEIGHT - TILESIZE;
    int groundWidth = 3 * WIDTH - 2 * TILESIZE;
    Point min{ x, y };
    Point max{ x + groundWidth, y + (int)TILESIZE };
    ALLEGRO_BITMAP* black = al_create_bitmap(groundWidth, TILESIZE);
    ALLEGRO_BITMAP* white = al_create_bitmap(groundWidth, TILESIZE);
    al_set_target_bitmap(black);
    al_clear_to_color(al_map_rgb(0, 0, 0));
    al_set_target_bitmap(white);
    al_clear_to_color(al_map_rgb(255, 255, 255));
    al_set_target_bitmap(al_get_backbuffer(display));
    std::cout << "Errors incoming!" << endl;
    createPlayer(world, x, y, 0, 0, 5, vector < AABB > { AABB(min, max) }, vector < Skin > { Skin(black), Skin(white) });
    std::cout << "Did we make it?" << endl;
}

依次调用这个函数。

unsigned int createPlayer(World& world, int x, int y, float dx, float dy, float speed, vector<AABB>& mesh, vector<Skin>& imgs) {
    unsigned int entity = newEntityIndex(world);
    world.masks[entity].set(COMPONENT_TYPE);
    world.masks[entity].set(COMPONENT_POINT);
    world.masks[entity].set(COMPONENT_UNITVECTOR);
    world.masks[entity].set(COMPONENT_SPEED);
    world.masks[entity].set(COMPONENT_COLLISIONMESH);
    world.masks[entity].set(COMPONENT_SKINLIST);
    world.types[entity] = TYPE_PLAYER;
    world.points[entity] = Point(x, y);
    world.unitVectors[entity] = UnitVector(dx, dy);
    world.speeds[entity] = Speed(speed);
    world.collisionMeshes[entity].mesh = mesh;
    cout << "Starting vector copy" << endl;
    for (auto skin : imgs) {
        world.skinLists[entity].imgs.push_back(move(skin));
    }
    cout << "Ending vector copy" << endl;
    return entity;
}

这是我为 unique_ptr 删除的。

namespace std {
    template<>
    class default_delete < ALLEGRO_BITMAP > {
    public:
        void operator()(ALLEGRO_BITMAP* ptr) {
            cout << ptr << endl;
            al_destroy_bitmap(ptr);
        }
    };
}

这是输出。

Errors incoming!
Starting vector copy
00AF9468
00AF9468

当我通过删除 Skin(white) 修改 generateBase 中的 createPlayer 调用时，输出更改为。

Errors incoming!
Starting vector copy
00799468
Ending vector copy
00799468

输出的变化让我有点困惑，但我最大的问题是我需要改变我如何复制 vector of structs of unique_ptrs 以便我不会尝试删除同一个指针两次。

提前致谢！

Answer 1

首先要了解的是，您只能有一个 std::unique_ptr 包含指向特定对象的指针的对象。你的 Skin(const Skin& s) 构造函数违反了这个原则，导致了一个 unique_ptr 的两个副本。如果您的对象包含 unique_ptr 个成员，则需要执行以下操作之一：

没有复制构造函数或赋值运算符。
在复制构造函数and/or赋值运算符中，分配底层资源的新副本。这需要调用 al_clone_bitmap 来复制资源。

其次，当您在 unique_ptr 中持有资源时，您希望在创建资源的同一位置初始化 unique_ptr。例如，不要创建局部变量 ALLEGRO_BITMAP* black，而是使用以下内容：

std::unique_ptr<ALLEGRO_BITMAP> black(al_create_bitmap(groundWidth, TILESIZE));

由于此代码直接从 al_create_bitmap 的结果创建 unique_ptr，您需要删除 Skin 构造函数需要 ALLEGRO_BITMAP* 并将其替换为：

Skin::Skin(std::unique_ptr<ALLEGRO_BITMAP>&& bitmap)
    : img(bitmap)
{
}

然后您可以通过将 unique_ptr 移动到其中来创建 Skin：

Skin(std::move(black))

将以上内容放在一起，一个有效的复制构造函数可能如下所示。效率不是特别高，但是很安全

Skin::Skin(const Skin& s)
    : img(al_clone_bitmap(s.img.get()))
{
}

Answer 2

问题出在这里：

Skin::Skin(const Skin& s) {
    img.reset(s.img.get());
}

Skin& Skin::operator=(const Skin& s) {
    img.reset(s.img.get());

您正在从一个 unique_ptr 窃取原始指针并将其分配给另一个。现在 unique_ptr 属于 RAII 类别。只要他们还活着，他们就希望拥有一个对象的生命周期。当你这样做时

img.reset(s.img.get());

你从一个unique_ptr中取出了指针，交给了另一个unique_ptr。现在 unique_ptr1 认为它拥有底层对象，却不知道还有另一个 unique_ptr2 相信相同的对象。因此，当它们死掉时，它们会很高兴地释放分配给 _Ptr 的内存。所以你的代码必然会结束 accessing/freeing 内存，它已经被第一个 unique_ptr 释放了。

您必须移动 unique_ptr（从而放弃所有权）或在 s.img

上显式调用 release

复制包含 unique_ptrs 的结构向量

Copying a vector of structs containing unique_ptrs

c++

smart-pointers

unique-ptr