另一种类型的智能ptr，例如具有弱引用的unique_ptr？

Question

[我最近遇到了一个问题，即unique_ptr和shared_ptr都不是正确的解决方案。因此，我正在考虑发明另一种智能ptr（如下所述），但我心想：“我当然不是第一个想要此功能的人。”

所以我的高级问题是：

• 下面的设计有意义吗？
• 是否可以通过现有的智能ptrs（或其他std::功能）完成此操作，也许我遗漏了某些东西？

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需求：

• 我想要单一所有权，就像unique_ptr
  • 即：仅当单个拥有者指针死亡时，才应释放基础对象（与shared_ptr的行为不同）。
• 我想要一些其他方法来引用删除对象时“知道”的对象。因此，类似于weak_ptr，但要与单一所有权模型一起使用。
• 我需要不是需要线程安全

激励示例：

假设我正在迭代接口指针的列表，并在它们上调用方法。其中一些方法可能导致列表中后面的项目被删除。

使用普通指针，我将获得那些已删除项目的悬挂引用。

拟议设计：

让我们调用拥有指针my_ptr和非拥有引用my_weak_ptr。

对于给定的对象，我们可能会有这样的图：

                             ______
my_ptr<Obj> owner ---------> |Obj* | -------> [Obj data ... ]
                      +----> |count|
                      | +--> |_____|
my_weak_ptr<Obj> A ---+ |
                        |
my_weak_ptr<Obj> B -----+

my_ptr将具有与unique_ptr大致相同的接口。在内部，它将存储指向“控制块”的指针，该指针实际上只是“真实”指针和控制块本身的引用计数。销毁时，my_ptr会将控制块指针设置为NULL并减少引用计数（并在适当的情况下删除控制块）。

my_weak_ptr将是可复制的，并且具有某些get()方法，该方法将返回真实的Obj*。用户将负责在使用它之前检查它是否为NULL。销毁时，my_weak_ptr将减少计数（并在适当的情况下删除控制块）。

缺点是每次访问都会在内存中进行两次跳跃。对于my_ptr，也可以通过在内部存储真实的Obj*来缓解这种情况，但是my_weak_ptr引用将始终必须支付该双跳费用。

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编辑：一些相关问题，来自给出的链接：

• Non-ownership copies of std::unique_ptr
• Is it possible / desirable to create non-copyable shared pointer analogue (to enable weak_ptr tracking / borrow-type semantics)?
• Better shared_ptr by distinct types for "ownership" and "reference"?

因此似乎需要这样的东西，但没有灌篮解决方案。如果需要线程安全，则shared_ptr和weak_ptr是正确的选择，但如果不是，它们会增加不必要的开销。

也有boost::local_scoped_ptr，但它仍然是共享所有权模型；我宁愿阻止拥有指针的副本，例如boost::local_scoped_ptr。

Answer 1

上面的评论中进行了很好的讨论，所以我将尝试回答我自己的问题并进行总结：

的确，这不是新领域。在随后的研究中，我发现了这种想法的各种形式：

• unique_ptr
  • 非常合适。请注意，VISH StrongPtr/WeakPtr没有WeakPtr方法，文档说：“如果从其他位置销毁了所引用的对象，则弱指针将神奇地变为空。”
  • 但是，它仍然是可复制的，因此不表示唯一所有权。
• lock()
  • [适当地使用令人眼花choice乱的政策选择（或者可能是自定义的策略），我认为我所描述的可以实现。
• Loki StrongPtr
  • 一种不同的方法，因为您的trackable_ptr必须包装为T，但解决了类似的问题。

还有一些更接近trackable<T>的“非常好但不是很理想”的解决方案：

• 使用std和shared_ptr。
  • 缺点：线程安全开销，可复制的所有者ptr，多个引用计数。
• weak_ptr，与boost::local_shared_ptr兼容。
  • 缺点：可复制的所有者ptr，多个引用计数。

[weak_ptr可能是最好的即用型解决方案，它的质量很高，缺点也很少。

但是，要真正挤出最后几个字节并禁止复制，需要定制解决方案。

另外，从哲学上：

[从这里的讨论和其他阅读中，我都感觉到，很多人都相信所有权的二进制方法：要么是共享的（所以使用local_shared_ptr，它也可以通过shared_ptr为您提供共享的观察），或者是唯一的（因此使用weak_ptr）。

这可能涵盖了90％以上的案例。但是我想要拥有共同观察力的唯一所有权（这是我的措辞；根据您的语义，您可以使用不同的词）。对于该资源受限的系统，该标准可能无法满足要求，但我认为这似乎是一个合理的市场。