使用unique_ptr复制类的构造函数

Question

如何为具有unique_ptr成员变量的类实现复制构造函数？我只考虑C ++ 11。

Answer 1

由于无法共享unique_ptr，您需要对其内容进行深层复制或将unique_ptr转换为shared_ptr。

class A
{
   std::unique_ptr< int > up_;

public:
   A( int i ) : up_( new int( i ) ) {}
   A( const A& a ) : up_( new int( *a.up_ ) ) {}
};

int main()
{
   A a( 42 );
   A b = a;
}

正如NPE所提到的，你可以使用move-ctor而不是copy-ctor，但这会导致你的类的语义不同。 move-ctor需要通过std::move明确地使该成员可移动：

A( A&& a ) : up_( std::move( a.up_ ) ) {}

拥有一套完整的必要操作符也会导致

A& operator=( const A& a )
{
   up_.reset( new int( *a.up_ ) );
   return *this,
}

A& operator=( A&& a )
{
   up_ = std::move( a.up_ );
   return *this,
}

如果你想在std::vector中使用你的类，你基本上必须决定向量是否是对象的唯一所有者，在这种情况下，使类可移动就足够了，但不是可复制。如果省略copy-ctor和copy-assignment，编译器将指导你如何使用只移动类型的std :: vector。

Answer 2

在类中拥有unique_ptr的通常情况是能够使用继承（否则普通对象通常也会这样做，请参阅RAII）。对于这种情况，到目前为止，此线程中没有适当的答案。

所以，这是起点：

struct Base
{
    //some stuff
};

struct Derived : public Base
{
    //some stuff
};

struct Foo
{
    std::unique_ptr<Base> ptr;  //points to Derived or some other derived class
};

......如上所述，目标是让Foo可以复制。

为此，需要对包含的指针执行深层复制，以确保正确复制派生类。

这可以通过添加以下代码来完成：

struct Base
{
    //some stuff

    auto clone() const { return std::unique_ptr<Base>(clone_impl()); }
protected:
    virtual Base* clone_impl() const = 0;
};

struct Derived : public Base
{
    //some stuff

protected:
    virtual Derived* clone_impl() const override { return new Derived(*this); };                                                 
};

struct Foo
{
    std::unique_ptr<Base> ptr;  //points to Derived or some other derived class

    //rule of five
    ~Foo() = default;
    Foo(Foo const& other) : ptr(other.ptr->clone()) {}
    Foo(Foo && other) = default;
    Foo& operator=(Foo const& other) { ptr = other.ptr->clone(); return *this; }
    Foo& operator=(Foo && other) = default;
};

这里基本上有两件事：

• 第一个是添加了复制和移动构造函数，这些构造函数在Foo中被隐式删除，因为unique_ptr的复制构造函数被删除了。移动构造函数可以简单地添加= default ...这只是为了让编译器知道通常的移动构造函数应该不被删除（这有效，unique_ptr已经有一个移动构造函数，可以在这种情况下使用）。

  对于Foo的复制构造函数，没有类似的机制，因为没有unique_ptr的复制构造函数。因此，必须构造一个新的unique_ptr，用原始指针的副本填充它，并将其用作复制类的成员。

• 如果涉及继承，则必须仔细完成原始指针的副本。原因是在上面的代码中通过std::unique_ptr<Base>(*ptr)进行简单复制会导致切片，即只复制对象的基本组件，而派生的部分则丢失。

  为避免这种情况，必须通过克隆模式完成复制。我们的想法是通过虚函数clone_impl()进行复制，该函数在基类中返回Base*。但是，在派生类中，它通过协方差扩展为返回Derived*，并且此指针指向新创建的派生类副本。然后，基类可以通过基类指针Base*访问这个新对象，将其包装到unique_ptr中，并通过从外部调用的实际clone()函数返回它。 / p>

Answer 3

尝试使用此帮助程序创建深层副本，并在源unique_ptr为空时处理。

    template< class T >
    std::unique_ptr<T> copy_unique(const std::unique_ptr<T>& source)
    {
        return source ? std::make_unique<T>(*source) : nullptr;
    }

例如：

class My
{
    My( const My& rhs )
        : member( copy_unique(rhs.member) )
    {
    }

    // ... other methods

private:
    std::unique_ptr<SomeType> member;
};

Answer 4

Daniel Frey提到了复制解决方案，我会谈谈如何移动unique_ptr

#include <memory>
class A
{
  public:
    A() : a_(new int(33)) {}

    A(A &&data) : a_(std::move(data.a_))
    {
    }

    A& operator=(A &&data)
    {
      a_ = std::move(data.a_);
      return *this;
    }

  private:
    std::unique_ptr<int> a_;
};

它们被称为移动构造函数和移动赋值

你可以像这样使用它们

int main()
{
  A a;
  A b(std::move(a)); //this will call move constructor, transfer the resource of a to b

  A c;
  a = std::move(c); //this will call move assignment, transfer the resource of c to a

}

你需要用std :: move包装a和c，因为它们有一个名字 std :: move告诉编译器将值转换为 rvalue引用无论参数是什么 从技术意义上讲，std :: move类似于“std :: rvalue”

移动后，unique_ptr的资源将转移到另一个unique_ptr

有许多主题记录了右值参考; this is a pretty easy one to begin with

编辑：

移动的对象shall remain valid but unspecified state。

C ++ primer 5，ch13也给出了关于如何“移动”对象的非常好的解释

Answer 5

我建议使用make_unique

class A
{
   std::unique_ptr< int > up_;

public:
   A( int i ) : up_(std::make_unique<int>(i)) {}
   A( const A& a ) : up_(std::make_unique<int>(*a.up_)) {};

int main()
{
   A a( 42 );
   A b = a;
}

Answer 6

const Timer = process.binding('timer_wrap').Timer; const timeLeft = timer => { timer.timeLeft = function () { if (this._called) return 0; return timer._idleStart + timer._idleTimeout - Timer.now() }; return timer; } const timer = timeLeft(setTimeout(_ => console.log('hi'), 1000)); setInterval(_ => console.log('Time left: ', timer.timeLeft()), 100); 不可复制，只能移动。

这将直接影响测试，在您的第二个示例中，该示例也只能移动而不能复制。

实际上，使用unique_ptr可以避免重大错误。

例如，您的第一个代码的主要问题是指针从未删除，这确实非常糟糕。说，您可以通过以下方法解决此问题：

unique_ptr

这也很糟糕。如果您复制class Test { int* ptr; // writing this in one line is meh, not sure if even standard C++ Test() : ptr(new int(10)) {} ~Test() {delete ptr;} }; int main() { Test o; Test t = o; } ，会发生什么情况？将有两个类，它们的指针指向相同的地址。

当一个Test被销毁时，它也将销毁指针。当第二个Test被销毁时，它也会尝试删除指针后面的内存。但是它已经被删除，我们将收到一些错误的内存访问运行时错误（如果不幸的话，还会出现不确定的行为）。

所以，正确的方法是实现复制构造函数和复制赋值运算符，这样行为就很清楚了，我们可以创建一个副本。

Test在这里遥遥领先。它的语义是：“ 我是unique_ptr，所以您不能只复制我。”因此，它避免了我们现在实施手头运算符的错误。

您可以为特殊行为定义复制构造函数和复制赋值运算符，并且您的代码将起作用。但是，您应该这样做（！）。

故事的寓意：在这种情况下请始终使用unique。