如何使用std :: make_shared避免大內存分配

Question

假設我有一些任意的類，A：

class A {
 //... stuff
};

我想調用一個外部API，它接受一個類型的共享指針，就像這樣（ 我不能改變這個接口 ）：

//...much later
void foo(std::shared_ptr<A> _a){
    //operate on _a as a shared_ptr
}

但是，在我正在使用的（遺留）代碼中，我正在使用的A類實例被分配在堆棧上（ 我無法解決 ）：

A a;
//...some stuff on a
//Now time to call foo

除此之外，A類的實例非常大，每個實例大約1 GB。

我知道我可以打電話

foo(std::make_shared<A> a);

但這會為A副本分配內存，我真的很想避免。

題

有沒有辦法破解一些對std::make_shared調用（可能帶有move語義），這樣我就不會被迫為另一個A類實例分配內存？

我嘗試過這樣的事情：

foo(std::make_shared<A>(std::move(a)));

但據我所知，仍然創建了一個新的A實例。

示例代碼

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;


class A{
    public:
    A(int _var=42) : var(_var){cout << "Default" << endl;}
    A(const A& _rhs) : var(_rhs.var){cout << "Copy" << endl;}
    A(A&& _rhs) : var(std::move(_rhs.var)){cout << "Move" << endl;}
    int var;
};

void foo(std::shared_ptr<A> _a){
    _a->var = 43;
    cout << _a->var << endl;
}

int main() {
    A a;
    cout << a.var << endl;
    foo(std::make_shared<A>(std::move(a)));
    cout << a.var << endl;
    a.var = 44;
    foo(std::make_shared<A>(std::move(a)));
    cout << a.var << endl;
    return 0;
}

輸出：

默認
42
移動
43
42
移動
43
44

Answer 1

這可以通過shared_ptr構造函數實現，該構造函數允許“具有非空存儲指針的空實例”：

A x;
std::shared_ptr<A> i_dont_own(std::shared_ptr<A>(), &x);

（這是cppreference文檔中的“overload（8）”。）

Answer 2

如果你知道你傳遞給foo()共享指針不會被存儲，復制等，即不會比你的對象更活躍，你可以使std::shared_ptr指向堆棧上帶有空刪除器的對象：

void emptyDeleter( A * ) {}

A a;
foo( std::shared_ptr<A>( &a, emptyDeleter ) );

你需要再次確保共享指針或它的副本不會比對象更長，並且很好地記錄了這個hack。

Answer 3

假設類A支持移動語義，請執行以下操作：

std::shared_ptr<A> newA = make_shared<A> (std::move (_a));

不要再使用_a了，只使用newA 。 您現在可以將newA傳遞給該函數。

如果A類不支持移動語義，則沒有安全/理智的方法來執行此操作。 任何黑客只會發生工作，並可能在未來破裂。 如果您控制了足夠的類代碼，則可以添加對移動語義的支持。

但據我所知，仍然創建了一個新的A實例。

你為什么在乎？ 您要避免的是復制實例中的所有數據 ，這樣做。

移動語義的關鍵是將數據從一個實例移動到另一個實例，而不必進行分配/復制/釋放。 當然，這會使原始實例“空”，所以不要再使用它了。