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c++ - 使用哪种类型的指针来实现对集合元素的共享访问?

转载 作者:塔克拉玛干 更新时间:2023-11-03 06:51:42 26 4
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为了使讨论清楚,我将以非常笼统的方式描述问题,即我既不会提供真实类的名称,也不会描述域/上下文(但是,如果结果是紧急)。

想象类A .让这个类(class)有 2 不可变 字段,例如 xy (请注意,这些可能是 对象,即复制效率低下)。此外,让这些 xy初级 字段,即仅在 == 的实现中使用它们/!=运算符以及哈希计算函数。

A不可变 x 方面和 y ,想法是让A的多个实例(比如 a1a2 )有 a1.x == a2.x a1.y == a2.y (即 a1 == a2 )到 隐含 共享访问权限 xy ,这样就没有不必要的重复。

此外,现在想象在 A 中还有另一个字段。 :z , 即 二级可变 ,并作为 A 的一种行为调整.根据设计,希望在 之间共享此字段。等于 A 的实例 .所以,如果我调用 a1.setZ(...)此更改也将影响 a2因为他们访问了z共享 .

结果,我们最终得到一个类 A其中有纯值语义 , 但共享其成员 隐含 跨越相等的实例。 AFAIK 这种模式被称为 Flyweight别名 .

在我们进入问题之前,还有一个细节。项目中的大多数类都是使用 实现的粉刺 成语:

private:
class Private;

Private* p;

和类(class) A不是排除。这就是为什么实现上述方案的建议想法如下。
  • 使用 共享指针A::Private而不是原始的
    粉刺 成语;
  • 有全局套共享指针 A::Private ;
  • A 的构造函数中检查是否有 共享
    指针
    适合A::Private已经存在于集合中
    (当然使用 xy),如果是,那么只需设置 p给它,否则创建 A::Private 的新实例并存储
    共享指针在这个集合中,类似地设置 p给它;
  • A::Private的析构函数应该删除 共享指针this从集合。

  • 这看起来是最直接和直观的实现。然而,问题在于,由于这个全局集合拥有一个 共享指针A::Private ,这意味着即使当对应 A 的所有实例被销毁,引用计数器将停留在 1 ,即它永远不会到达 0 ,因此内存永远不会被释放。

    我想如果有一些 就好了共享指针 将提供一种设置引用计数器下限的方法。例如,在这种情况下,我只需将其设置为 1这意味着当它到达 1 时它释放了内存。不幸的是,我还没有在流行的库(Boost、Qt、Poco 等)中找到任何此类行为的实现。当然,我可以为我的问题进行手动引用计数,但这感觉不对,而且闻起来像是在重新发明轮子。

    可能还有其他方法可以解决这个问题。期待您的建议。

    注意:我想立即拦截任何建议将问题转化为 指针语义 我很清楚。我需要完全适用于上述方案的解决方案。

    最佳答案

    如果我正确理解您的设计问题是什么,那么我会让全局集包含弱的、非拥有的指针(例如 weak_ptr<> ),它们能够检查它们是否悬空,但它们不会增加引用计数。

    std::vector<std::weak_ptr<Private>> _objects;

    因此,当所有拥有对象的共享指针都被销毁时, 对象将是 也被摧毁**。

    现在你的全局集合将留下一个悬空 weak_ptr<> ,但好处是你可以检查该指针是否指向一个活着的对象(使用 lock () 成员函数来获取一个可能为空的 shared_ptr<> 。如果不是,你赢了不要取消引用它:
    // A simple, hypothetical loop through the collection of objects
    // which does something, but checks whether the pointers are
    // dangling before doing that something on a possibly dead object
    // that would be Undefined Behavior)
    std::for_each(_objects.begin(), _objecs.end(), [] (std::weak_ptr<Private> p)
    {
    std::shared_ptr<Private> sp = p.lock();
    if (sp != nullptr)
    {
    sp->callMember(); // For instance...
    }
    });

    如果您还想删除相应的 weak_ptr<>一旦对象被销毁,从集合中删除一个对象,那么您可以使用自定义删除程序。您的例程将在对象被销毁时被调用,并将传递指向该对象的指针:此时,在释放之前,您可以从集合中删除相应的元素。

    例如,一个实例化类型为 A 的新对象的函数。并返回 shared_ptr它可以看起来像这样:
    static std::shared_ptr<object> make_A()
    {
    std::shared_ptr<Private> sp(
    new Private(), // Instantiate the object
    [] (Private* p) // Set up the custom deleter...
    {
    // Remove the corresponding element from the vector...
    _objects.erase(
    // ...so let's find that element!
    std::find_if(
    _objects.begin(),
    _objects.end(),
    [p] (std::weak_ptr<priv> wp)
    {
    // lock() will return a null pointer if wp is dangling
    std::shared_ptr<priv> sp = wp.lock();

    // In case wp is not dangling, return true if and only
    // if it points to the object we're about to delete
    return ((sp != nullptr) && (sp.get() == p));
    })
    );
    });
    }

    这里我假设 C++11,你可以通过替换 std::shared_ptr<> 在 C++03 中轻松地做同样的事情。与 boost::shared_ptr<> , std::weak_ptr<>boost::weak_ptr<> , 以及带有正确定义仿函数的 lambda。

    希望这可以帮助。

    关于c++ - 使用哪种类型的指针来实现对集合元素的共享访问?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/15317301/

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