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

Question

为了练习，我正在使用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表示有序继任者，因为我正在解决 CLRS 12.3-5，它说要在没有与父级链接的情况下进行锻炼。

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));
        }
    }

相反，当我在子例程“移植”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的第 18 行， Transplant(z, std::move(z->right)); .

这里有什么区别？ 我被告知std::unique_ptr通常是按值传递的。

此外，没有右值引用的Transplant代码已在节点与其父节点有链接的 BST 代码中工作。 我不明白为什么。

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

Answer 1

当您按值传递unique_ptr时，您会丢失原始指针：

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

当您通过右值引用传递它时，原始指针在 function 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 的强制转换。 当您从该 xvalue 构造std::unique_ptr<int>参数时，实际移动发生 - 一旦您构造了一个新的std::unique_ptr<int> ，您就失去了原来的那个。 当您通过&&时，您不构造任何东西，您只需传递一个引用。

考虑这个调用：

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

和

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

在Transplant中， z->right是一个不拥有任何东西的unique_ptr ， z->right.get() == nullptr ，因为您刚刚从它移到了第二个Transplant参数。