c ++ unique_ptr參數傳遞

Question

假設我有以下代碼：

class B { /* */ };

class A {
    vector<B*> vb;
public:
    void add(B* b) { vb.push_back(b); }
};


int main() {

    A a;
    B* b(new B());
    a.add(b);
}

假設在這種情況下，所有原始指針B*都可以通過unique_ptr<B>來處理。

令人驚訝的是，我無法使用unique_ptr找到如何轉換此代碼。 經過幾次嘗試，我想出了以下代碼，它編譯：

class A {
    vector<unique_ptr<B>> vb;
public:
    void add(unique_ptr<B> b) { vb.push_back(move(b)); }
};


int main() {

    A a;
    unique_ptr<B> b(new B());
    a.add(move(b));
}

所以我的簡單問題是：這是做到這一點的方式，特別是move(b)唯一的方法嗎？ （我在想rvalue引用，但我不完全理解它們。）

如果你有關於移動語義， unique_ptr等的完整解釋的鏈接，我無法找到，請不要猶豫，分享它。

編輯根據http://thbecker.net/articles/rvalue_references/section_01.html ，我的代碼似乎沒問題。

實際上，std :: move只是語法糖。 對於類X的對象x， move(x)與以下內容相同：

static_cast <X&&>(x)

需要這兩個移動函數，因為轉換為右值引用：

1. 防止函數“add”傳遞值
2. 使push_back使用B的默認移動構造函數

顯然，如果我改變我的“add”函數以通過引用傳遞（普通左值ref），我不需要在main()使用第二個std::move 。

我想要對這一切進行一些確認，不過......

Answer 1

我有點驚訝的是，這里沒有非常清楚明確地回答，也沒有在我輕易偶然發現的任何地方。 雖然我對這些東西很陌生，但我認為可以說以下內容。

這種情況是一個調用函數，它構建一個unique_ptr<T>值（可能通過調用new來調用結果），並希望將它傳遞給某個函數，該函數將獲取指向的對象的所有權（通過將其存儲在一個例如，數據結構，這里發生在vector ）。 為了表明調用者已獲得所有權，並且已准備好放棄它，傳遞unique_ptr<T>值就緒了。 我可以看到三種傳遞這種價值的合理模式。

1. 按值傳遞，如問題中的add(unique_ptr<B> b) 。
2. 通過非const左值引用傳遞，如add(unique_ptr<B>& b)
3. 通過rvalue引用傳遞，如add(unique_ptr<B>&& b)

傳遞const lvalue引用是不合理的，因為它不允許被調用函數獲取所有權（並且const rvalue引用將比那更愚蠢;我甚至不確定它是否被允許）。

就有效代碼而言，選項1和3幾乎是等價的：它們強制調用者將rvalue寫為調用的參數，可能是通過在調用std::move包裝變量（如果參數已經是rvalue）即，無名如從結果鑄造new ，這是沒有必要的）。 但是在選項2中， 不允許傳遞rvalue（可能來自std::move ），並且必須使用命名的unique_ptr<T>變量調用該函數（當從new傳遞unique_ptr<T>時，必須首先賦值給變量） ）。

確實使用std::move ，在調用者中保存unique_ptr<T>值的變量在概念上被解除引用（轉換為rvalue，分別轉換為rvalue引用），此時放棄所有權。 在選項1中，解除引用是真實的，並且該值被移動到傳遞給被調用函數的臨時值（如果calles函數將檢查調用者中的變量，它將發現它已經存在空指針）。 所有權已經轉移，並且調用者無法決定不接受它（對參數不做任何操作會導致在函數出口處銷毀指向的值;在參數上調用release方法會阻止它，但是只會導致內存泄漏）。 令人驚訝的是，選項2和3.在函數調用期間在語義上是等效的，盡管它們對調用者需要不同的語法。 如果被調用的函數將參數傳遞給另一個采用右值的函數（例如push_back方法），則必須在兩種情況下插入std::move ，這將在該點轉移所有權。 如果被調用的函數忘記對參數做任何事情，那么調用者將發現自己仍然擁有該對象，如果為其保留一個名稱（如選項2中的強制性）; 盡管如此，在案例3中，由於函數原型要求調用者同意釋放所有權（通過調用std::move或提供臨時）。 總之，這些方法可以

1. 強制呼叫者放棄所有權，並確保實際聲明它。
2. 強制來電者擁有所有權，並做好准備（通過提供非常const參考資料）放棄; 但是這不是明確的（不需要調用std::move ，甚至不允許），也沒有帶走所有權保證。 我認為這種方法的意圖相當不明確，除非明確意圖取得所有權與否取決於被調用的功能（可以想象一些用途，但是呼叫者需要注意）
3. 強制呼叫者明確表示放棄所有權，如1.（但實際的所有權轉移延遲到函數調用之后）。

備選方案3的意圖相當明確; 實際上提供了所有權，這對我來說是最好的解決方案。 它的效率略高於1，因為沒有指針值移動到臨時值（對std::move的調用實際上只是強制轉換而且不需要任何成本）; 如果指針在實際移動內容之前通過多個中間函數，則這可能尤其重要。

這是一些要試驗的代碼。

class B
{
  unsigned long val;
public:
  B(const unsigned long& x) : val(x)
  { std::cout << "storing " << x << std::endl;}
  ~B() { std::cout << "dropping " << val << std::endl;}
};

typedef std::unique_ptr<B> B_ptr;

class A {
  std::vector<B_ptr> vb;
public:
  void add(B_ptr&& b)
  { vb.push_back(std::move(b)); } // or even better use emplace_back
};


void f() {
    A a;
    B_ptr b(new B(123)),c;
    a.add(std::move(b));
    std::cout << "---" <<std::endl;
    a.add(B_ptr(new B(4567))); // unnamed argument does not need std::move
}

如上所述，輸出是

storing 123
---
storing 4567
dropping 123
dropping 4567

請注意，值在存儲在向量中的有序中被銷毀。 嘗試更改方法add的原型（如果需要，可以調整其他代碼以使其編譯），以及它是否實際傳遞其參數b 。 可以獲得輸出線的幾種排列。

Answer 2

是的，這是應該怎么做的。 您明確將所有權從main轉移到A 這與您之前的代碼基本相同，只是它更明確，更可靠。

Answer 3

所以我的簡單問題是：這是做到這一點的方式，尤其是“移動（b）”是唯一的方法嗎？ （我在想rvalue參考，但我不完全理解它...）

如果你有關於移動語義的完整解釋的鏈接，unique_ptr ......我無法找到，請不要猶豫。

無恥插頭 ，搜索標題“搬入成員”。 它准確描述了您的場景。

Answer 4

由於C ++ 14，你在main代碼可以簡化一點：

a.add( make_unique<B>() );

你可以把B的構造函數的參數放在內括號里面。

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您還可以考慮獲取原始指針所有權的類成員函數：

void take(B *ptr) { vb.emplace_back(ptr); }

並且main的相應代碼將是：

a.take( new B() );

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另一種選擇是使用完美轉發來添加矢量成員：

template<typename... Args>
void emplace(Args&&... args)
{ 
    vb.emplace_back( std::make_unique<B>(std::forward<Args>(args)...) );
}

和主要代碼：

a.emplace();

和以前一樣，你可以在括號內放置B構造函數參數。

鏈接到工作示例