c++ - 寻找一个智能指针，它会在复制智能指针本身时复制底层资源

Question

动机

假设有一个很大的类A ，我想把它存储在一个 vector 中，我也希望这个 vector 是可复制的。因此，像 std::shared_ptr 这样的智能指针和 std::unique_ptr不会是好的选择。我知道我可以存储 A 的对象在std::vector<A>直接地。但正如我所说，A是一个非常大的类。由于 std::vector<A> 的元素连续驻留在内存中，很有可能std::vector<A>如果我经常更新它需要重新分配内存。所以，我需要一个“智能指针”(比如说 copyable_ptr )，它将在复制智能指针本身时复制底层资源。然后我可以使用 std::vector<copyable_ptr<A>>管理 A 的对象.

这是copyable_ptr的片段模板类:

template <typename T> class copyable_ptr {
  public:
    explicit copyable_ptr(T *p) : p(p) {}
    copyable_ptr(copyable_ptr const &rhs) : p(new T(*rhs.p)) {}
    copyable_ptr(copyable_ptr &&rhs) : p(rhs.p) { rhs.p = nullptr; }
    ~copyable_ptr() { delete p; }
    copyable_ptr &operator=(copyable_ptr rhs) {
        swap(rhs);
        return *this;
    }
    void swap(copyable_ptr &rhs) {
        using std::swap;
        swap(p, rhs.p);
    }
    T &operator*() const { return *p; }
    T *operator->() const { return &this->operator*(); }

    /* other members */

  private:
    T *p;
};

template <typename T>
inline void swap(copyable_ptr<T> &lhs, copyable_ptr<T> &rhs) {
    lhs.swap(rhs);
}

问题

是否有我可以直接使用的类似类，或者我应该编写自己的类，还是有任何其他合适的解决方案来将大类存储在容器中？

编辑

我想我应该更清楚地解释一下自己。 A是一个很大的类(class)，我想用 std::vector管理 A 的对象.基本上，有四种选择可以完成这项工作:

std::vector<std::shared_ptr<A>> a1;    // #1
std::vector<std::unique_ptr<A>> a2;    // #2
std::vector<A *> a3;    // #3
std::vector<A> a4;    // #4

我不想共享 A 的对象，这使得#1 不合适。 vector 在#2 中不可复制，我必须手动处理内存管理在#3。所以，只剩下#4了。

但是，我不喜欢#4 的地方是 a4 的大小。达到其容量，重新分配发生。 a4 的两倍大小将被保留(正如我所说，A 是一个非常大的类，在堆中保留这么多连续内存只是为了潜在的使用是不是不合适？)。更糟糕的是，我们可能需要移动 a4 的每一个元素。从旧内存位置到新分配的内存。当我问这个问题时，我忘记提及的 #4 的另一个倒退是它不是多态支持。

所以，如果我使用 std::vector<copyable_ptr<A>>管理 A 的对象，我上面提到的所有问题似乎都得到了妥善处理。您所需要的只是一个精心设计的 copyable_ptr类，这就是我要找的。

Answer 1

是的，有这样一种东西:它叫做类本身。

智能指针的全部目的是为对象提供引用计数句柄，可以传递，无需复制底层对象，并在引用计数下降到 0 时自动销毁对象，并且引用对象的最后一个智能指针超出范围，它被销毁(shared_ptr、unique_ptr 等之间引用计数语义的某些变体)。

如果你想要某种指向复制它的对象的指针，那么在复制指针时，你不需要指针。只需按值直接使用该对象。根据定义，每次复制它时，都保证复制该对象。

拥有某种指针，绝对不会增加任何值(value)。你想直接使用这个对象，需要的时候复制它，等等......就用这个对象。