复合模式中的内存管理

Question

在过去的几周里，我一遍又一遍地遇到同样的问题。 归结为它的核心，我构建了一个（有向无环）对象层次结构，如：

• a -> c
• b -> c
• b -> d

一个实例可以有多个父项和多个子项。 c可能是读者和作者之间共享的价值。 b可能是复合值。 层次结构很容易由工厂创建 - 例如a.setChild(new C()) 。 后来，客户端只关心root，她调用了getValue()或setValue() 。

我的问题是：谁清理了层次结构？ 谁负责在b或c上调用delete ？

1. 选项 - 工厂创建节点，工厂必须删除节点：我不喜欢这个选项，因为我理解一个工厂作为new的替代品。 保持工厂直到它创建的实例可以被销毁，这感觉很奇怪。

2. 选项 - “智能”指针：不太好，因为它污染了界面，并为诸如指针之类的简单事物引入了很多复杂性。

3. 选项 - 执行内存管理的类图类：该类收集所有节点a ， b ， c ， d ，...并提供对根的访问。 节点本身相互引用，但不删除子节点或父节点。 如果“图形”或复合管理器被销毁，它将销毁所有节点。

我更喜欢最后一个选项。 然而，它使层次结构的构造复杂化。 您可以在外部构建层次结构，并告诉图表每个节点，或者在图形内部构建层次结构，这类似于选项1.图形只能删除，它知道什么。 因此，如果必须将节点传递给图形，则设计中会出现内存泄漏。

有这个问题的模式吗？ 您更喜欢哪种策略？

编辑1 - 2014年9月1日：抱歉，对于智能指针没有特别说明。 我试图避免另一个“何时使用智能指针问题”，而是将问题集中在替代解决方案上。 但是，我愿意使用智能指针，如果它们确实是最好的选择（或者如果必要的话）。

在我看来，签名setChild(C* child)应优先于setChild(std::shared_ptr<C> child) ，其原因与for-each循环应优先于迭代器。 但是，我必须承认，像std:string一样，共享指针对其语义更具体。

就复杂性而言，现在节点内的每个操作都必须处理共享指针。 std::vector<C*>变为std::vector< std::shared_ptr<C> > ，...此外，每个指针都带有一个引用计数，如果有其他选项可以避免。

我应该补充一点，我开发了一个实时系统的低级部分。 它不是固件而是关闭。

编辑2 - 2014年9月1日：感谢您的所有意见。 我的具体问题是：我得到一个字节数组，让我们说传感器数据。 在某些时候，我被告知哪个值写在该数组中的哪个位置。 一方面，我想要从数组中的位置到原始值（int32，double，...）的映射。 另一方面，我想将原始值合并到复杂类型（结构，向量，......）。 不幸的是，并非所有映射都是双向的。 例如。 我可以读取值之间的比较，但我不能根据比较结果写入值。 因此，我将读者和作者分开，并在必要时让他们访问相同的值。

Answer 1

选项 - “智能”指针：不太好，因为它污染了界面，并为诸如指针之类的简单事物引入了很多复杂性。

智能指针是具有内存管理的指针，这正是您所需要的。

您不必在界面中暴露智能指针，只要对象仍由某个智能指针所拥有，您就可以从智能指针获取原始指针（请注意，这不一定是最好的想法，智能指针在一个界面远远不是一个丑陋的事情）。

实际上，在您的界面中暴露原始指针会间接引入更多的污染和复杂性，因为您需要记录使用智能指针时明确的所有权和生命周期规则，这使得它们比“简单指针”更加简单易用。

它也很可能是“未来”的做事方式：因为c ++ 11/14智能指针是std::string的标准的一部分，你会说std::string 污染接口并引入一个与const char*相比复杂性 const char* ？

如果您遇到性能问题，那么问题是：您的手工制作替代解决方案是否真的更具性能（需要进行测量）并且在开发功能和维护代码所需的开发时间方面是否值得？