BST with std::unique_ptr：在参数中使用右值引用有什么区别？

Question

为了练习，我正在玩二叉搜索树和带有智能指针的红黑树。

节点如下：

template <typename T>
struct BSTNode {
    T key;
    std::unique_ptr<BSTNode<T>> left;
    std::unique_ptr<BSTNode<T>> right;
    BSTNode<T>* succ;

    BSTNode(const T& key) : key {key}, succ {nullptr} {}
};

在这里，succ 表示顺序继承，因为我正在解决 CLRS 12.3-5，它说在没有 link 父级的情况下进行练习。

无论如何，这段代码运行愉快：

void Transplant(BSTNode<T>* u, std::unique_ptr<BSTNode<T>>&& v) {
        auto p = Parent(u);
        if (!p) {
            root = std::move(v);
        } else if (u == p->left.get()) {
            p->left = std::move(v);
        } else {
            p->right = std::move(v);
        }
    }

    void Delete(BSTNode<T>* z) {
        if (!z) {
            return;
        }
        BSTNode<T>* pred = nullptr;
        if (z->left) {
            pred = Maximum(z->left.get());
        } else {
            auto y = Parent(z);
            auto x = z;
            while (y && x == y->left.get()) {
                x = y;
                y = Parent(y);
            }
            pred = y;
        }
        pred->succ = z->succ;
        if (!z->left) {
            Transplant(z, std::move(z->right));
        } else if (!z->right) {
            Transplant(z, std::move(z->left));
        } else {
            auto y1 = z->right.get();
            std::unique_ptr<BSTNode<T>> y;
            if (!y1->left) {
                y = std::move(z->right);
            } else {
                while (y1->left) {
                    y1 = y1->left.get();
                }
                y = std::move(Parent(y1)->left);
            }
            if (Parent(y.get()) != z) {
                Transplant(y.get(), std::move(y->right));
                y->right = std::move(z->right);
            }
            y->left = std::move(z->left);
            Transplant(z, std::move(y));
        }
    }

相比之下，当我在子程序“Transplant”中删除右值引用时，它给出了段错误：

   void Transplant(BSTNode<T>* u, std::unique_ptr<BSTNode<T>> v) { // crashes
        auto p = Parent(u);
        if (!p) {
            root = std::move(v);
        } else if (u == p->left.get()) {
            p->left = std::move(v);
        } else {
            p->right = std::move(v);
        }
    }

崩溃发生在Delete、Transplant(z, std::move(z->right));的第18行。

这里有什么区别？有人告诉我 std::unique_ptr 通常按值传递。

此外，没有右值引用的Transplant代码已经在BST代码中工作，即一个节点对其父节点有一个link。我不明白为什么。

完整代码：https://wandbox.org/permlink/zB67AyI43kY6EVqV

Answer 1

当你按值传递一个unique_ptr时，你失去了原来的指针：

void use_ptr(std::unique_ptr<int>) {}

std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(999);
use_ptr(std::move(ptr));
// here ptr no longer contains a pointer to 999
assert(!ptr);
std::cout << *ptr; // this is UB

当你通过右值引用传递它时，原始指针在函数调用后保持非空：

void use_ptr(std::unique_ptr<int>&&) {}

std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(999);
use_ptr(std::move(ptr));
// ptr still manages a pointer to `999`
assert(ptr);
std::cout << *ptr; // this is not UB

std::move 本身不会移动任何东西，它只是使某些东西成为 xvalue 的演员。当您从那个 xvalue 构造 std::unique_ptr<int> 参数时，实际的移动发生了——一旦您构造了一个新的 std::unique_ptr<int>，您就失去了原来的那个。当你通过 && 时，你不会构造任何东西，你只是传递一个引用。

考虑这个电话：

Transplant(z, std::move(z->right));

有

void Transplant(BSTNode<T>*, std::unique_ptr<BSTNode<T>>)

在 Transplant 里面，z->right 是一个 unique_ptr 没有任何东西，z->right.get() == nullptr，因为你刚从它移到第二个 Transplant 参数。

BST with std::unique_ptr：在参数中使用右值引用有什么区别？

BST with std::unique_ptr: What's difference in using rvalue reference in parameters?

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