c++ - 从工厂函数返回 std::unique_ptr 创建纯虚拟接口(interface)的完全隐藏实现

Question

我正在阅读 Smart Pointer Programming Techniques在 boost 文档中提供。

在“using abstract classes for implementation hiding”部分，他们提供了一个很好的习惯用法来完全隐藏纯虚拟接口(interface)背后的实现。例如:

// Foo.hpp

#include <memory>

class Foo {
 public:
  virtual void Execute() const = 0;
 protected:
  ~Foo() = default;
};

std::shared_ptr<const Foo> MakeFoo();

和

// Foo.cpp

#include "Foo.hpp"
#include <iostream>

class FooImp final
    : public Foo {
public:
  FooImp()                         = default;
  FooImp(const FooImp&)            = delete;
  FooImp& operator=(const FooImp&) = delete;
  void Execute() const override {
    std::cout << "Foo::Execute()" << std::endl;
  }
};

std::shared_ptr<const Foo> MakeFoo() {
  return std::make_shared<const FooImp>();
}

关于 class Foo 中 protected 非虚拟析构函数，文档指出:

Note the protected and nonvirtual destructor in the example above. The client code cannot, and does not need to, delete a pointer to X; the shared_ptr<X> instance returned from createX will correctly call ~X_impl.

我相信我理解。

现在，在我看来，如果工厂函数返回 std::unique_ptr<Foo>，这个漂亮的习惯用法可以用来生成类似单例的实体。 ;用户将被迫move指针，编译时保证不存在拷贝。

但是，唉，除非我更改 ~Foo() = default，否则我无法使代码工作来自 protected至 public ，我不明白为什么。

换句话说，这是行不通的:

std::unique_ptr<const Foo> MakeUniqueFoo() {
    return std::make_unique<const FooImp>();
}

我的问题:

1. 你能解释一下为什么我需要制作public吗？ ~Foo() = default ？
2. 只删除 protected 会很危险吗？ ？
3. 单例类的想法值得吗？

Answer 1

1. 问题与删除器在智能指针中的工作方式有关。

   在 shared_ptr ，删除器是动态的。当你有 std::make_shared<const FooImp>(); ，该对象中的删除器将调用 ~FooImpl()直接:

   The object is destroyed using delete-expression or a custom deleter that is supplied to shared_ptr during construction.

   该删除器将被复制到 shared_ptr<const Foo> 上创建时。

   在 unique_ptr ，删除器是类型的一部分。这是:

   template<
       class T,
       class Deleter = std::default_delete<T>
   > class unique_ptr;
   

   所以当你有 unique_ptr<const Foo> ，这将调用 ~Foo()直接 - 这是不可能的，因为 ~Foo()是protected .这就是为什么当你制作 Foo()公开，它有效。工程，如编译。你必须做到 virtual太 - 否则你会通过仅破坏 Foo 来获得未定义的行为的一部分 FooImpl .

2. 这并不危险。除非您忘记将析构函数设为虚拟，否则需要重复，这将导致未定义的行为。

3. 这并不是真正的单例。至于值不值？主要基于意见。