返回的引用生命周期的 C++ 提示/警告

Question

我有一个不太理想的情况，其中一个类返回对对象的句柄引用，这些对象不应在父对象的生命周期后访问。更改以下模式以帮助防御性编码的最佳方法是什么？

// 'A<T>' is a thin factory-style utility class with asynchronous consumers.
template <typename T>
struct A {
  A() : h_(*(new T())) { /* ... */ }
  ~A() { /* h_ deleted or ownership passed elsewhere */ }

  // What's the best way to indicate that these handles shouldn't be used after
  // the destructions of the A instances?
  T &handle() { return h_; }

private
  T &h_;
};

struct B { /* ... */ };

int main() {
   B *b1{nullptr};
   {
     A<B> a;

     // Is there a good way to trigger detection that the reference is bound to
     // a variable which will outlive its 'valid' local lifetime?
     b1 = &a.handle();

     B &b2(a.handle()); // this is reasonable though

     b1->ok_action();
     b2.also_alright();
   }
   b1->uh_oh();
}

我知道您无法真正阻止 C++ 用户执行大多数不安全的操作，但如果我至少可以针对像这样的微不足道的意外使用生成警告，这就是我想要实现的大部分目标。

Answer 1

我冒昧地对您的情况做出一些假设:

• 句柄指向由 A 由用户自行决定生成的动态分配的对象。
• 句柄将在 A 超出范围的地方传递，因此 A 不能用作强制网关。
• 销毁A时必须销毁句柄指向的数据，因此不能对句柄应用自动垃圾回收。
• 到目前为止，编译时安全检查似乎是不可能的。您希望编码错误通过某种异常机制在运行时表现出来，而不是自发崩溃。

考虑到这一点，这里有一个可能的解决方案:

在A 的构造函数中，分配某种信号对象S，它在A 被销毁时设置。使用 shared_ptr 处理 S。让 A::handle 返回一个自定义句柄类 H，它包含一个 B 句柄和一个 shared_ptr 到 S。在 H 中创建一个取消引用运算符，它验证 A 仍然有效(S 未设置)，或抛出异常。当所有句柄过期时，S会自动销毁。