C++为什么原始指针不应拥有所有权

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R.3: 原始指针(T*)不应拥有所有权

Reason(原因)

这一点不存在任何例外(无论是C++标准还是大部分代码)而且大多数原始指针就是没有所有权的。我们需要所有权指针被定义出来，这样就可以可靠地，高效地删除所有权指针指向的对象。

Example(示例)

void f()
{
   int* p1 = new int{7};           // bad: raw owning pointer
   auto p2 = make_unique(7);  // OK: the int is owned by a unique pointer
   // ...
}

unique_ptr通过(即使在发生异常的情况下)保证对象的删除来防止内存泄露。而T*不会。

Example(示例)

template
class X {
public:
   T* p;   // bad: it is unclear whether p is owning or not
   T* q;   // bad: it is unclear whether q is owning or not
   // ...
};

我们可以通过明确地赋予所有权来解决这个问题。

template
class X2 {
public:
   owner p;  // OK: p is owning
   T* q;         // OK: q is not owning
   // ...
};

Exception(例外)

例外主要来源于既有代码，特别是那些由于ABIs必须保持C兼容性或者包含C或C风格C++接口的情况。事实上存在成百万行的代码违反这条反对T*持有所有权的准则，它们不能被忽略。我们很高兴地看到软件工具可以将20年以上的老代码转换为崭新的现代C++代码，我们鼓励这类工具的开发、部署和使用，我们甚至向这个领域的研究做出了贡献，而且将继续做出贡献。然而这需要时间：“既有代码”的产生快于我们翻新旧代码的速度，因此这个过程将会持续一些年。

不可能所有的代码都被重写(即使存在优秀的转换软件)，很快重写更不可能。这个问题不可能通过将所有具有所有权指针转换为unique_ptr和shared_ptr来解决，一部分的原因是基础的资源持有者需要/使用具有所有权的原始指针(同时也是简单指针)。例如，普通的vector实现包含一个所有权指针和两个非所有权指针。很多ABI（本质上讲所有面向C语言的接口）使用T*，其中有些具有所有权。因为需要维持C语言可编译，因此有些接口不能简单地加注所有权(虽然这是很少见的宏的好用法，它只是在C++模式时展开成为所有权指针)。

Note(注意)

owner没有包含任何超过T*的语义。它不修改任何代码就可以使用而且不会影响ABI。它只是面向程序员和分析工具的一个指示信息。例如，如果owner是某类的成员，那个最好准备一个析构函数来销毁它。

Example, bad(反面示例)

返回一个(原始)指针会增加调用者生命周期管理的不确定性；即：谁应该销毁指针指向的对象？

Gadget* make_gadget(int n)
{
   auto p = new Gadget{n};
   // ...
   return p;
}

void caller(int n)
{
   auto p = make_gadget(n);   // remember to delete p
   // ...
   delete p;
}

这段代码可以排除来自内存泄漏问题的痛苦，但是增加了虚假的分配和释放操作和没有必要的冗长性。如果Gadget很容易移出函数(也就是说，很小或者存在高效的移动操作），直接只用传值(参照“输出“返回值）。

Gadget make_gadget(int n)
{
   Gadget g{n};
   // ...
   return g;
}

Note(注意)

这条准则适用于工厂函数。

Note(注意)

如果需要指针语义(例如因为返回的指针需要指向类层次中的基类(某个接口)),返回一个智能指针。

Enforcement(实施建议)

• (Simple) Warn on delete of a raw pointer that is not an owner.

• (简单)警告销毁owner类型之外的原始指针的情况。

• (Moderate) Warn on failure to either reset or explicitly delete an owner pointer on every code path.

• (中等)如果没有在所有代码路径上重置或者销毁onwer指针，发出警告。

• (Simple) Warn if the return value of new is assigned to a raw pointer.

• (简单)如果new的返回值赋给原始指针，发出警告。

• (Simple) Warn if a function returns an object that was allocated within the function but has a move constructor. Suggest considering returning it by value instead.、

• (简单)如果一个函数返回的对象在函数内分配内存，但是包含移动构造函数。提出建议通过传值方式返回。

到此，相信大家对“C++为什么原始指针不应拥有所有权”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是创新互联网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！