c++ - 函数参数中的Qt智能指针

Question

我正在寻找 Qt 智能指针的最佳实践。假设我有这样的东西。

void aFunction() {
    QSharedPointer<QVector<QSharedPointer<Object> > > pointer = QSharedPointer<QVector<QSharedPointer<Object> > >(new QVector<QSharedPointer<Object> >);

    doSomethingWithPointer(pointer);
    changeOwnership(pointer);
}

然后在doSomethingWithPointer函数中

void doSomethingWithPointer(QSharedPointer<QVector<QSharedPointer<Object> > > pointer) {
    pointer->append(QSharedPointer<Object>(new Object);
}

现在我在 doSomethingWithPointer 之后，将指针传递给 changeOwnership，它应该拥有它的所有权。我想知道的是 doSomethingWithPointer。在这样的函数中传递共享指针可以吗？或者我应该使用 QWeakPointer 因为 doSomethingWithPointer 实际上并不拥有指针的所有权？我究竟应该在什么时候使用 QWeakPointer？

Answer 1

传递弱指针没有多大意义，因为安全使用弱指针的唯一方法是将其转换回共享指针。 Qt 的 api 在这方面有些问题，因为它允许您使用 QWeakPointer::data() 作弊 - 但那很愚蠢，您永远不会以这种方式使用它。 std::weak_ptr 正确，除了将其转换为 std::shared_ptr 之外，您无法使用它。

但这一切都不是必需的。

Qt 的容器是隐式共享值类。通过指针传递它们是多余的。 QVector 在内部是指向其数据的共享指针。当您想要放弃其所有权时，您可以利用移动语义来消除否则会发生的隐式共享。

在您的特定情况下，答案是:根本不要使用外部共享指针。

struct Object {};

void appendObject(QVector<QSharedPointer<Object>> & data) {
  data.append(QSharedPointer<Object>(new Object));
}

void use(QVector<QSharedPointer<Object>> && data) {
}

int main() {
    QVector<QSharedPointer<Object>> data;
    appendObject(data);
    use(std::move(data));
}

边栏:在 C++11 中，您会期望 uniform initialization工作 - 但它不会因为 QVector 和/或 QSharedPointer 有不兼容的 API。所以这很好，但没有骰子:

data.append({new Object});

以 Qt 4 风格编写并依赖于 Qt 容器的隐式共享是可以接受的，但这种风格在 Qt 5/C++11 中是过早的悲观化:

void use(QVector<QSharedPointer<Object>> & data) {
}

int main() {
    QVector<QSharedPointer<Object>> data;
    appendObject(data);
    use(data);
}

同样值得研究的是，Object 是否可以作为值类工作，可以按值直接存储在容器中。

即使不是这种情况，如果您真的不需要 Object 的共享所有权，而只是一个动态分配的容器，您可以改用 QList:

struct Object {};

void appendObject(QList<Object> & data) {
  data << Object();
}

void use(QList<Object> && data) {
}

int main() {
    QList<Object> data;
    appendObject(data);
    use(std::move(data));
}

如果对象不可复制，您应该使用 std::list 并利用移动语义来更改所有权:

void appendObject(std::list<QObject> & data) {
   data.emplace_back();
}

void use(std::list<QObject> && data) {
}

int main() {
   std::list<QObject> data;
   appendObject(data);
   use(std::move(data));
}

最后，如果您管理的类派生自 QObject，您可以利用 QObject 作为 QObject 容器:

void appendObject(QObject * container) {
  new QObject(container); // add a child
}

void use(QScopedPointer<QObject> && container) {
  for (auto object : container->children())
    qDebug() << object;
}

int main() {
  QScopedPointer<QObject> container;
  appendObject(container.data());
  use(std::move(container));
}

由于 QObject 内部使用 PIMPL，we can too ，从而摆脱愚蠢的外部指针。毕竟，QObject 是其 pimpl 的 QScopedPointer，就像大多数其他 Qt 类一样!

#include <QtCore>
#include <private/qobject_p.h>

class Container : public QObject {
public:
   Container(QObject * parent = 0) : QObject(parent) {}
   Container(Container && other) :
      QObject(*new QObjectPrivate, other.parent()) {
      d_ptr.swap(other.d_ptr);
   }
};

void appendObject(Container & container) {
  new QObject(&container); // add a child
}

void use(Container && container) {
  for (auto object : container.children())
    qDebug() << object;
}

int main() {
  Container container;
  appendObject(container);
  appendObject(container);
  use(std::move(container));
}

最后，如果您希望容器“小”，即元素数量 * 元素大小小于 1-4kbytes，则不要使用 std::list 或 QList，但分别是 std::vector 和 QVector。一般来说，在任何具有多级内存缓存的现代架构上，小列表的性能都非常差。对于没有内存缓存的简单微 Controller 来说，它们可能没问题，所以我们在这里讨论的是 Arduino 性能水平，但即便如此，也必须先进行测量。