在容器中使用智能指針的原因

Question

簡單寫我想問“使用智能指針的好理由是什么？” 對於前std::unique_ptr

但是，我並不是在詢問使用智能指針而不是常規（啞）指針的原因。 我想每個人都知道，或者快速搜索可以找到原因。

我要問的是這兩種情況的比較：

給定一個名為MyObject的 class （或結構）使用

1. std:queue<std::unique_ptr<MyObject>>queue;

而不是

2. std:queue<MyObject> queue;

（可以是任何容器，不一定是隊列）

為什么有人應該使用選項 1 而不是 2？

Answer 1

這實際上是一個好問題。

我能想到的原因有幾個：

• 多態性僅適用於引用和指針，不適用於值類型。 因此，如果您想將派生對象保存在容器中，則不能擁有std::queue<MyObject> 。 一個選項是unique_ptr ，另一個是reference_wrapper

• 包含的對象從容器外部引用 (*)。 根據容器的不同，它包含的元素可以移動，從而使之前對它的引用無效。 例如std::vector::insert或容器本身的移動。 在這種情況下， std::unique_ptr<MyObject>確保引用是有效的，不管容器對它做了什么（ofc，只要unique_ptr是活動的）。
  在下面的Objects示例中，您可以在隊列中添加一堆對象。 但是，其中兩個對象可能是特殊的，您可以隨時訪問這兩個對象。

   struct MyObject { MyObject(int); }; struct Objects { std::queue<std::unique_ptr<MyObject>> all_objects_; MyObject* special_object_ = nullptr; MyObject* secondary_special_object_ = nullptr; void AddObject(int i) { all_objects_.emplace(std::make_unique<MyObject>(i)); } void AddSpecialObject(int i) { auto& emplaced = all_objects_.emplace(std::make_unique<MyObject>(i)); special_object_ = emplaced.get(); } void AddSecondarySpecialObject(int i) { auto& emplaced = all_objects_.emplace(std::make_unique<MyObject>(i)); secondary_special_object_ = emplaced.get(); } };

(*) 我在這里使用“參考”的英文含義，而不是 C++ 類型。 引用 object 的任何方式（例如通過原始指針）

Answer 2

用例：您希望將某些內容存儲在具有常量索引的std::vector中，同時能夠從該向量中刪除對象。

如果你使用指針，你可以刪除一個指向 object 並設置vector[i] = nullptr ，（並且稍后檢查它）這是你在存儲對象本身時不能做的事情。 如果您要存儲對象，則必須將實例保留在向量中並使用標志bool valid或其他東西，因為如果您要從向量中刪除 object，則該對象的索引更改為 -1 后的所有索引。

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注意：如對此答案的評論中所述，如果您有權訪問 C++17 或更高版本，則可以使用std::optional進行歸檔。

Answer 3

第一個聲明生成一個帶有指針元素的容器，第二個聲明生成純對象。

以下是在對象上使用指針的一些好處：

1. 它們允許您創建動態大小的數據結構。
2. 它們允許您直接操作 memory（例如在從硬件設備打包或解包數據時。）
3. 它們允許 object 引用（函數或數據對象）
4. 它們允許您操作對象（通過 API），而無需了解對象的詳細信息（API 除外。）
5. （原始）指針通常與 CPU 寄存器很好地匹配，這使得通過指針解引用值變得高效。 （C++“智能”指針是更復雜的數據對象。）

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此外，多態性被認為是面向對象編程的重要特征之一。 C++中的多態性主要分為兩種：

• 編譯時多態性

這種類型的多態性是通過 function 重載或運算符重載來實現的。

• 運行時多態性

這種類型的多態性是通過 Function 覆蓋實現的，如果我們想使用基礎 class 來使用這些函數，則必須使用指針而不是對象。