c++ - 访问者模式适用于 shared_ptr 还是原始指针？

Question

我正在开发一个小型编译器。现在我有一个层次结构系统来表达抽象语法树 (AST)。

class Ast{
public:
    // ...
}

class Expr : public Ast{
public:
    // ...
}

using ExprNode = shared_ptr<Expr>;

class BinaryOp : public Expr{
public:
    ExprNode lhs;
    ExprNode rhs;
}

Ast 层次结构系统中的所有类都使用 shared_ptr 来管理它们的成员(如果需要)，例如，BinaryOp 拥有两个成员来表达其操作数。

我想在树上应用访问者模式来为 AST 生成 IR 代码。我的问题是，访问者应该接受原始指针作为参数，还是接受 shared_ptr 作为参数，这可能会导入 shared_from_this(考虑利弊)？如果需要 shared_ptr，我应该使用按值传递还是按引用传递？

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原始指针

class AstVisitor{
public:
   virtual Ast* visit(Ast* ast);
   virtual Ast* visitBinaryOp(BinaryOp* binary){
      visit(binary->lhs.get());
      visit(binary->rhs.get());
      // ...
   }
}

class Ast{
public:
    virtual Ast* accept(AstVisitor& visitor);
}

class BinaryOp:{
public:
    virtual Ast* accept(AstVisitor& visitor) override{
        return visitor.visitBinaryOp(this);
    }
}

共享指针

using AstNode = shared_ptr<Ast>;
using BinaryOpNode = shared_ptr<BinaryOp>;
class AstVisitor{
public:
   virtual AstNode visit(AstNode ast);
   virtual AstNode visitBinaryOp(BinaryOpNode binary){
      visit(binary->lhs);
      visit(binary->rhs);
      // ...
   }
}

class Ast : public enable_shared_from_this<Ast>{
public:
    virtual AstNode accept(AstVisitor& visitor);
}

class BinaryOp:{
public:
    virtual AstNode accept(AstVisitor& visitor) override{
        return visitor.visitBinaryOp(static_pointer_cast<BinaryOp>(shared_from_this()));
    }
}

Answer 1

我认为 C++ Core Guidelines由 B. Stroustrup 和 H. Sutter 编辑将有助于解决这个问题。请备注this guideline :

R.30: Take smart pointers as parameters only to explicitly express lifetime semantics

Reason Accepting a smart pointer to a widget is wrong if the function just needs the widget itself. It should be able to accept any widget object, not just ones whose lifetimes are managed by a particular kind of smart pointer. A function that does not manipulate lifetime should take raw pointers or references instead.

例如，在您的 BinaryOp 类中，使用 shared_ptr 管理子节点是一个很好的做法。每个节点都有它的父节点作为所有者，这些 shared_ptr 使用 RAII 语义使子树保持事件状态。 (std::unique_ptr 会更可取，因为每个节点都有一个父节点，它是一个所有者。)

OTOH，因为您的visit 和visitBinaryOp 似乎分别只需要Ast 和BinaryOp 本身，在这种情况下最好接受原始指针(或引用，如果可能的话)。