如何應對返回指針的生命周期？

Question

我正在制作一組表示圖像的類。 此類的一個應用是在一組平鋪圖像上繪制圖片。 抽象圖像類如下所示：

class Image
{
public:
    virtual Pixel* findPixel( Point p ) =0;
    virtual bool isDrawable( Point p ) =0;
    virtual bool contains( Point p ) =0;
};

我預見的問題是，如果我做這樣的課：

class TiledImage : public Image
{
    std::vector<Image*> tiles;

public:
    Pixel* findPixel( Point p )
    {
        // find the tile that contains the point.
        // ask it for the pixel that contains the point.
        // return the pixel.
    }

    // etc....

};

設計用於根據需要創建，保存和刪除非常大的圖像的小節（圖塊）的用戶，則用戶可能會存儲指向最終可能不再存在的Pixel對象的指針。

一種選擇是要求用戶在完成操作后重新簽入像素，例如：

Pixel* p = image.findPixel( aPoint );
// do stuff
image.returnPixel( p ); // p is not guaranteed to be valid after this point.
p->doSomething(); // this is not guaranteed to work.

我不是很喜歡這樣，因為如果用戶不返回像素，那么它可能真的會干擾平鋪圖像的操作-忘記返回像素可能會導致像素完全鎖定，因為它不會無法刪除不再需要的圖塊。 它們將被鎖定，以確保指向像素的指針保持有效。 鎖定的原因可能使用戶難以發現。

另外，這種關注是專門的。 在典型情況下，您不會期望像素消失，直到圖像消失。

有沒有更好的方法來處理這種情況？ 智能指針？ 完全不返回參考嗎？ 首先，讓TiledImage從Image繼承沒有意義嗎？ 當我希望圖形很大時，我當然希望能夠將TiledImage作為Image傳入。

謝謝。

Answer 1

兩種可能性（至少）：

• 使用shared_ptr （ boost或std ）：

   std::vector<shared_ptr<Image>> tiles; // No longer have to explicitly // delete the elements. shared_ptr<Pixel> findPixel( Point p ) { ... } shared_ptr<Pixel> p = image.findPixel( aPoint ); p->doSomething(); // Fine, as the internal pointer will not be // deleted due to use of the smart pointer. 

• 返回Pixel的副本。 僅當始終希望找到Pixel或存在可以返回以指示不存在的默認值時，才可行。

次要點是，所有成員函數都暗示它們不會更改Image因此請考慮使其成為const 。

Answer 2

RAII無疑是到達這里的方式。 您的Pixel類應該在其析構函數中調用image.returnPixel(this) ，而findPixel應該返回shared_ptr<Pixel> 。 如果在完成用戶操作后不能刪除像素，則可以使用自定義刪除器返回shared_ptr，該自定義刪除器不會刪除Pixel，而是調用returnPixel 。

Answer 3

當向量被銷毀時，類似std::vector這樣的事情的迭代器顯然是無效的，我不認為這與您的情況有何不同。

我的建議是通過引用返回像素，因為這清楚地表明它沒有移交所有權。 另外，提供有關無效行為的良好文檔。

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已經為shared_ptr提出了一些建議，如果您采用這種方法，由於所有權屬於映像，返回一個weak_ptr而不是shared_ptr似乎是一個不錯的決定。