数据结构是shared_ptr的合适位置吗？

Question

我正在用C ++实现二叉树。 传统上，我有一个指向左侧的指针和一个指向右侧的指针，但是手动内存管理通常会以泪流满面。 这引出了我的问题......

数据结构是否适合使用shared_ptr？

Answer 1

我认为这取决于你在哪里使用它们。 我假设你想做的事情是这样的：

template <class T>
class BinaryTreeNode 
{
    //public interface ignored for this example
    private:
        shared_ptr<BinaryTreeNode<T> > left;
        shared_ptr<BinaryTreeNode<T> > right;
        T data;
}

如果您希望数据结构能够处理动态创建的节点， 那么这将非常有意义。 但是，由于这不是正常的设计，我认为这是不合适的。

我的答案是不，它不适合使用shared_ptr，因为使用shared_ptr意味着对象实际上是共享的 - 但是，二进制树中的节点不会被共享。 然而，正如马丁约克指出的那样，为什么重新发明轮子 - 已经有一种智能指针类型可以完成我们正在尝试做的事情 - auto_ptr。 所以请使用以下内容：

template <class T>
class BinaryTreeNode 
{
    //public interface ignored for this example
    private:
        auto_ptr<BinaryTreeNode<T> > left;
        auto_ptr<BinaryTreeNode<T> > right;
        T data;
}

如果有人问为什么数据不是shared_ptr，答案很简单 - 如果数据的副本对于库的客户端是好的，则它们传入数据项，并且树节点进行复制。 如果客户端决定副本是个坏主意，那么客户端代码可以传入shared_ptr，树节点可以安全地复制。

Answer 2

因为左侧和右侧不共享boost :: shared_ptr <>可能不是正确的智能指针。

这将是尝试std :: auto_ptr <>的好地方

Answer 3

是的，一点没错。

但是如果你有循环数据结构，要小心。 如果你有两个对象，两个对象共享ptr，那么如果不手动清除共享ptr，它们将永远不会被释放。 在这种情况下可以使用弱ptr。 当然，这不是二叉树的担忧。

Answer 4

在每个对象都有一个所有者的快乐场合，手动编写内存管理并不困难，因此可以删除它在析构函数中拥有的内容。

鉴于定义的树由每个都有一个父节点的节点组成，因此对于它们的单个所有者来说是明显的候选者，这就是这样一个快乐的场合。 恭喜！

我认为在您的情况下开发这样的解决方案是非常值得的，并且还尝试使用shared_ptr方法，将差异完全隐藏在相同的接口之后，因此您可以在两者之间切换，并将性能差异与一些实际的实验进行比较。 这是了解shared_ptr是否适合您的应用程序的唯一可靠方法。

（*对我们来说，如果你告诉我们它是怎么回事。）

Answer 5

切勿将shared_ptr用于数据结构的节点。 如果在任何时候共享所有权，它可能导致节点的销毁被暂停或延迟。 这可能导致以错误的顺序调用析构函数。 在数据结构中，节点构造函数包含与其他节点耦合的任何代码以及包含与其他节点分离的代码的析构函数是一种很好的做法。 以错误顺序调用的析构函数可能会破坏这种设计。

Answer 6

使用shared_ptr会有一些额外的开销，特别是在空间要求方面，但如果您的元素是单独分配的，那么shared_ptr将是完美的。

Answer 7

你甚至需要指针吗？ 看来你可以左右使用boost::optional<BinaryTreeNode<T> > left, right 。