最近学习了smart ptrs,我正在尝试编写一个返回unique_ptrs 的工厂函数。阅读了几篇关于将创建时间与明确定义的 ctor 和 dtor 放在同一个 cpp 文件中的文章后,我认为我可以这样做:
// factory.hpp
struct Foo;
std::unique_ptr<Foo> create();
// foo.cpp
struct Foo {
Foo();
~Foo();
Foo(const Foo &);
Foo(Foo &&);
};
std::unique_ptr<Foo> create() {
return make_unique<Foo>();
}
#include "factory.hpp"
int main() {
auto r = create();
return 0;
}
但是我遇到了不完整的类型错误。然后经过几个小时的网络搜索和实验, 我意识到我什至不能这样做:
这是经典的 unique_ptr Pimpl 习惯用法。
// A.hpp
struct B;
struct A {
A();
~A();
unique_ptr<B> b;
};
// A.cpp
struct B {};
A::A() = default;
A::~A() = default;
#include "A.hpp"
int main() {
A a; // this is fine since we are doing the Pimpl correctly.
// Now, I can't do this.
auto b = std::move(a.b); // <--- Can't do this.
return 0;
}
为了便于讨论,请忽略 std::move
行毫无意义的事实。
我遇到了同样的不完整类型错误。
以上两种情况本质上是一样的。经过一番搜索,我想我明白了错误背后的原因, 但我需要你们的一些指示(双关语)和确认。
- 无法删除不完整的类型。这就是为什么禁止使用默认删除器创建具有不完整类型的 unique_ptrs。
- 如果我使用自定义删除器,我应该能够做到这一点。
- 我猜因为我在我的案例中使用的是默认删除器,所以我无法完成某些我不太确定的原因。
明确定义创建和销毁函数应该可以解决问题。但对我来说,这很丑陋。其一,默认删除器就可以解决我的问题。
另一方面,在我看来我不能将 lambda 用于驱逐舰,因为 lambda 的类型只有编译器知道,
而且我无法使用 decltype
进行工厂函数声明。
所以我的问题是:
- 失败的原因是什么?
- 编写返回 unique_ptr 的工厂函数的正确方法是什么?
如果我说的不对请指正。任何指针将不胜感激。
最佳答案
当编译器实例化std::unique_ptr<Foo>
的析构函数时, 编译器必须找到 Foo::~Foo()
并调用它。这意味着 Foo
在 std::unique_ptr<Foo>
处必须是完整类型被摧毁。
这段代码没问题:
struct Foo;
std::unique_ptr<Foo> create();
...只要您不需要调用 std::unique_ptr<Foo>
的析构函数即可!对于返回 std::unique_ptr
的工厂函数对于一个类,该类需要是一个完整的类型。这就是您声明工厂的方式:
#include "foo.hpp"
std::unique_ptr<Foo> create();
您似乎正在使用 std::unique_ptr
实现 pimpl正确。您必须定义 A::~A()
在 B
的位置已完成(在 cpp 文件中)。您必须定义 A::A()
在同一个地方因为B
如果要分配内存并调用其构造函数,则必须是完整的。
所以这很好:
// a.hpp
struct A {
A();
~A();
private:
struct B;
std::unique_ptr<B> b;
};
// a.cpp
struct A::B {
// ...
};
A::A()
: b{std::make_unique<B>()} {}
A::~A() = default;
现在让我们考虑一下(我们假设我没有将 b
设为私有(private)):
int main() {
A a;
auto b = std::move(a.b);
}
这里到底发生了什么?
- 我们正在 build
std::unique_ptr<B>
初始化b
. -
b
是一个局部变量,这意味着它的析构函数将在作用域的末尾被调用。 -
B
当std::unique_ptr<B>
的析构函数时必须是完整类型被实例化。 -
B
是一个不完整的类型,所以我们不能销毁b
.
好的,所以你不能绕过 std::unique_ptr<B>
如果B
是一个不完整的类型。这种限制是有道理的。 pimpl 的意思是“指向实现的指针”。外部代码访问 A
的实现没有意义所以A::b
应该是私有(private)的。如果您必须访问 A::b
那么这不是粉刺,这是别的东西。
如果您真的必须访问 A::b
同时保持 B
的定义隐藏然后有一些解决方法。
std::shared_ptr<B>
.这将以多态方式删除对象,以便 B
当 std::shared_ptr<B>
的析构函数时不需要是完整类型被实例化。它不如std::unique_ptr<B>
快我个人更喜欢避免 std::shared_ptr
除非绝对必要。
std::unique_ptr<B, void(*)(B *)>
.类似于 std::shared_ptr<B>
的方式删除对象。函数指针传递给负责删除的构造。这具有不必要地携带函数指针的开销。
std::unique_ptr<B, DeleteB>
.最快的解决方案。但是,如果您有多个 pimpl(但不是真正的 pimpl)类,这可能会有点烦人,因为您无法定义模板。这就是您的做法:
// a.hpp
struct DeleteB {
void operator()(B *) const noexcept;
};
// a.cpp
void DeleteB::operator()(B *b) const noexcept {
delete b;
}
定义一个自定义删除器可能是最好的选择,但如果我是你,我会找到一种方法来避免需要从类外部访问实现细节。
关于c++ - unique_ptr 和前向声明 : the proper way to code a factory function,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/55770004/