C++ C++；11智能指针的所有权和铸造_C++_Shared Ptr_Software Design_Weak Ptr

C++ C++；11智能指针的所有权和铸造

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C++ C++；11智能指针的所有权和铸造,c++,shared-ptr,software-design,weak-ptr,C++,Shared Ptr,Software Design,Weak Ptr,我有一个基本实体类和派生类，比如cows和Ficks using namespace std; class Entity { list<shared_ptr<Relationship>> relationships; void createRelationship(weak_ptr<Entity> other,.... other stuff) //... virtual ~Entity() } class Cow: publi

我有一个基本实体类和派生类，比如cows和Ficks

using namespace std;
class Entity
{
    list<shared_ptr<Relationship>> relationships;
    void createRelationship(weak_ptr<Entity> other,.... other stuff)
    //...
    virtual ~Entity()
}
class Cow: public Entity
{
    //...
}
class Chicken : public Entity
....etc...

使用名称空间std；
类实体
{
列出关系；
无效创建关系（弱\u ptr其他，…其他内容）
//...
虚拟实体（）
}
类别：公共实体
{
//...
}
类别：公共实体
等

我正在努力学习使用std智能指针正确管理内存。我现在的工作方式是，我的派生类唯一存在的地方就是共享指针的向量，比如

vector<shared_ptr<Cow>>
vector<shared_ptr<Chicken>>
etc.

向量
矢量
等

我的实体类负责管理任意两个实体之间的关系，无论它们是否具有相同的类型。为此，它保留了一个关系对象列表，这些对象看起来像

class Relationship
{
  weak_ptr<Entity> from;
  weak_ptr<Entity> to;
etc....
}

类关系
{
弱ptr来自；
弱ptr至；
等
}

我使用弱指针是因为牛或鸡可能会死亡，在这种情况下，它们与其他实体的关系将变得无效

这就是我的问题。我将所有内容存储为指向派生类的共享指针，但实体类中的所有代码都使用指向基类的弱指针。我经常需要将弱实体指针转换为共享Cow指针，或者将共享Cow指针转换为弱实体指针

不知何故，我的代码允许我在上面实体类的createRelationship（…）中的参数中传递共享的\u ptr对象。我真的不知道为什么会编译，我想知道这样做是否有效。我是否应该手动将其转换为弱指针，然后使用static\u pointer\u cast进行强制转换？（我问这个问题是因为我读到将共享指针作为参数传递很慢，我担心会发生这种情况）

在另一个方向，有时我知道某些关系是在同一类型的两个实体之间。为了说明我的观点，一头需要从父母那里继承其遗传基因的小牛：它搜索其关系以找到父子关系，然后访问指向其父母的弱实体指针。为了访问它们的遗传成员变量，它需要将这些指向实体的弱指针转换为指向奶牛的共享指针。我一直在使用弱\u ptr.lock（）和动态\u指针\u强制转换来实现这一点

这是执行这两个（反向相关）强制转换的有效方法吗？任何一般性的评论或参考资料都是值得赞赏的，因为我正试图有效地使用这些指针

听起来你有三个主要顾虑：

当您必须频繁转换为共享的

以使用其值时，存储弱的\u ptr
是否有效


为什么您可以从共享的\u ptr
构建弱的\u ptr
使用静态\u ptr\u cast
或动态\u指针\u cast
问题2是最简单的；正如沃恩所提到的，弱ptr
有一个from共享ptr

问题1和3更加模糊。为了解决这个问题，让我们来看看为什么您听说传递shared\u ptr
很慢。当您通过值传递shared_ptr
时，它必须复制shared_ptr，复制它涉及基础引用计数的原子增量。这种原子增量有很多好处和坏处，但简短的版本是，如果您不需要跟踪所有权，这是一种不必要的开销。（在大多数情况下，担心这可能是过早的优化，但是C++语言希望确保在必要时你能担心这种事情。）
复制一个弱的\u ptr
——这比复制一个共享的\u ptr
快吗？我还没有运行任何基准测试，但我想不会。实际上有两个引用计数，一个用于拥有引用（shared_ptr
copies），另一个用于非拥有引用（weak_ptr
copies）。其中每一个都有相同的原子更新要求，因此速度不会明显加快。理论上，我猜想弱ptr
的析构函数不必检查结果引用计数并删除对象，因此如果您所做的只是复制，那么就少了一个分支。但这是一个不太可能的用法；您很可能会通过lock（）
转换回共享的\u ptr

这让我们回到问题1的核心。从观察的弱的
获取共享的
有多少开销？大约相当于复制共享的\u ptr
的原子引用计数，加上您需要在消费代码上执行的分支，以确保它成功，或在失败时处理它。因此，与其考虑效率，不如考虑所有权和对象寿命。您是否曾经遇到过这样的情况：lock（）
将返回一个空的shared\u ptr
？如果不是这样的话，你很可能会用一个观察不到的指针逃脱惩罚。如果基础共享\u ptr
对象可能在弱\u ptr
之前消失，则需要对其进行过期检查。如果这是一个瓶颈，看看你是否能找到一种方法来保证生命周期
最后回到问题3。我在这里回答这些问题时，并没有真正了解这些类型；相反，我是基于共享ptr
的工作原理。每个static\u pointer\u cast
、dynamic\u pointer\u cast
和const\u pointer\u cast
返回指向同一底层对象的共享\u ptr
实例。因此，他们执行了其参考计数的原子增量。因此，它们的开销大致相当于静态、动态或常量转换加上共享\u ptr
复制构造函数的开销。shared_ptr
部分不太可能对您的整个计划有重要意义，而在铸造部分，只有