C++ 使用智能指针建模所有权的含义

我目前正在手动管理项目中对象的生命周期。我正在考虑切换到智能指针，特别是tr1:：shared_pointer和tr1:：weak_ptr。然而，我发现了一些问题，希望获得一些关于最佳实践的信息

考虑以下类图：

在此图中，粗箭头表示与所有权语义的关联（源负责删除一个或多个目标）。细箭头表示没有所有权的关联

据我所知，实现所有权语义关联的一种方法是使用tr1:：shared_ptr（或其集合）。其他关联可以使用tr1:：shared_ptr或tr1:：weak_ptr实现。如果前者可能导致循环引用，则禁止前者，因为这将妨碍资源的适当释放

正如您所看到的，在类Edge和Side之间有一个关联圈。我可以通过使用tr1:：weak_ptrs从边到边实现“左”和“右”关联来轻松打破这种局面。然而，我更喜欢使用智能指针在代码中记录关联的所有权语义。因此，我只想对图中由粗箭头表示的关联使用shared_ptr，对其他所有关联使用弱_ptr

现在我的第一个问题是：我应该像上面描述的那样自由地使用弱ptr，还是应该尽可能少地使用它们（只是为了避免循环引用）

下一个问题是：假设我有一个计算一组顶点平均值的函数。进一步假设我实现了从多面体到其顶点的关联，如下所示：

class Vertex;
class Polyhedron {
protected:
    std::vector<std::tr1::shared_ptr<Vertex> > m_vertices;
};

类顶点；
类多面体{
受保护的：
std：：向量m_顶点；
};

我已经实现了从侧面到顶点的关联，如下所示：

class Vertex;
class Side {
protected:
    std::vector<std::tr1::weak_ptr<Vertex> > m_vertices;
};

类顶点；
班边{
受保护的：
std：：向量m_顶点；
};

请注意，边的顶点集是多面体顶点集的子集。现在让我们假设我有一个函数，计算一组顶点的平均值。函数当前声明如下：

const Vertex centerOfVertices(std::vector<Vertex*> vertices);

const顶点中心顶点（std:：向量顶点）；

现在，如果我像上面那样表示关联，如果我正确理解了所有内容，我突然需要两个函数：

const Vertex centerOfVertices(std::vector<std::tr1::shared_ptr<Vertex> > vertices);
const Vertex centerOfVertices(std::vector<std::tr1::weak_ptr<Vertex> > vertices);

const顶点中心顶点（std:：向量顶点）；
顶点的常数顶点中心（标准：：向量顶点）；

因为我不能在共享的向量和弱的向量之间转换。这闻起来很怪。我想知道我应该采取什么方法来避免这种情况

然而，我更喜欢使用智能指针在代码中记录关联的所有权语义

这是你应该做的。毕竟，这是他们完美表达的

因此，我只想对图中由粗箭头表示的关联使用shared_ptr，对其他所有关联使用弱_ptr

去做吧，但有一点需要注意：你的所有权根本不像共享所有权，它是简单、独特的所有权。因此，这里合适的智能指针不是

shared_ptr

，而是

std:：unique_ptr

，而弱指针将只是原始指针

现在如果我像上面那样表示关联，我突然需要两个函数

对。或者你使用模板

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或者，由于函数实际上对共享所有权根本不感兴趣，您可以将原始指针传递给它，但这当然意味着首先从结构中获取原始指针，这需要为客户端添加一个步骤，这可能对接口不好。

您当然也可以将共享的ptr用于循环引用。在一些罕见的情况下，这是有意义的。但是，一旦处理完对象，就必须小心打破循环。

使用共享指针似乎是明智的，特别是当您发现顶点等可以在多面体之间共享时

要将弱指针向量转换为共享指针向量，请使用显式构造函数：

centerOfVertices(std::vector<std::tr1::shared_ptr<Vertex> >(vertices.begin(), vertices.end()));

顶点中心（std:：vector（顶点.begin（），顶点.end（））；

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什么意思“弱ptr不能转换为共享ptr”？在

weak_ptr

上调用

lock（）

，它会给你一个

shared

我认为这会滥用

shared_ptr

，我没有仔细阅读，但它看起来并不是什么真正的共享所有权。使用

unique\u ptr

和原始指针，并保证您为系统提供（弱）原始指针，它们指向的对象在其作用域内有效。我想如果我知道

方面

代表什么，我会更好地理解这一点。它是指“脸”吗？@johndilling谢谢你指出这一点，我不知道。戴夫：那里没有一个主要实体对“所有者”或“家长”有严格的定义。在多面体相交的地方，它们可以共享顶点、边和顶点，或者边、顶点和面。我想这就是OP想要表现的。