Question

假设我有这样一个类：

class Node {
public:
    Node(Node* parent = 0) : mParent(parent) {}
    virtual ~Node() {
        for(auto p : mChildren) delete p;
    }

    // Takes ownership
    void addChild(Node* n);

    // Returns object with ownership
    Node* firstChild() const;

    // Does not take ownership
    void setParent(Node* n) { mParent = n; }

    // Returns parent, does not transfer ownership
    Node* parent() const { return mParent; }

private:
list<Node*> mChildren;
Node* mParent;
};

我现在想使用智能指针和/或右值引用来指示所有权在哪里和不被转移。

我的第一个猜测是将mChildren更改为包含unique_ptr，并按如下方式调整功能签名。

    // Takes ownership
    void addChild(unique_ptr<Node> n);

    // Returns object with ownership
    unique_ptr<Node>& firstChild() const;

    // Does not take ownership
    void setParent(Node* n) { mParent = n; }

    // Returns parent, does not transfer ownership
    Node* parent() const { return mParent; }

现在，当我需要将Node::firstChild()的结果传递给观察它的某个函数但不取得所有权时，这会有问题，因为我需要明确调用.get()在unique_ptr上，据我所知，不建议这样做。

使用unique_ptr指示所有权的正确和推荐方法是什么，而不必使用.get()并传递裸指针？

Answer 1

首先，我会使用std::vector而不是std::list来包含孩子。除非您有不使用它的强烈动机，否则std::vector应该是默认容器。如果您担心性能，请不要这样做，因为std::vector完成的连续分配可能会导致更高的缓存命中率，从而极大地加快了std::list的访问速度，这意味着分散的分配/访问模式。

其次，你有一个std::vector<std::unique_ptr<Node>>来保持孩子是正确的，因为假设一个节点拥有其子节点的所有权是合理的。另一方面，除了addChild()接受的指针之外的所有其他指针应该是非拥有的原始指针。

这适用于mParent指针和Node成员函数返回的指针。实际上，firstChild()成员函数甚至可以返回引用，如果节点没有子节点则抛出异常。通过这种方式，您不会对谁拥有返回的对象产生任何混淆。

返回unique_ptr或对unique_ptr的引用不是正确的习惯用法：唯一指针代表所有权，并且您不希望将权限授予Node的客户。

这就是你的课程的样子：

#include <vector>
#include <memory>
#include <stdexcept>

class Node {
public:
    Node() : mParent(nullptr) { }

    void addChild(std::unique_ptr<Node>&& ptr) {
        mChildren.push_back(std::move(ptr));
        ptr->setParent(this);
    }

    Node& firstChild() const {
        if (mChildren.size() == 0) { throw std::logic_error("No children"); }
        else return *(mChildren[0].get());
    }

    Node& parent() const {
        if (mParent == nullptr) { throw std::logic_error("No parent"); }
        else return *mParent;
    }

private:

    void setParent(Node* n) { 
        mParent = n; 
    }

    std::vector<std::unique_ptr<Node>> mChildren;
    Node* mParent;
};

如果你想避免抛出异常，你当然可以决定返回非拥有的，可能为null的原始指针而不是引用。或者，您可以添加一对hasParent()和getNumOfChildren()方法来检索有关Node状态的信息。这将允许客户端执行检查，如果他们不想处理异常。

使用unique_ptr指示（非）所有权转移

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