C++11:unique_ptr 自己定义类似make_shared的make_unique模板函数

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#C++11 #unique-ptr #make #C++14

于 2015-11-16 16:19:47 首次发布

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本文介绍了C++14中make_unique函数的实现方法，包括如何创建普通对象和数组对象的智能指针unique_ptr，并对比了不同版本的实现差异。

C++11中的智能指针分为共享型的shared_ptr和独占型的unique_ptr,C++11提供了make_shared函数来创建shared_ptr指针,使用起来更方便,有了make_shared函数，就可以完全摆脱new操作了，可以写出完全没有new/delete的程序。
但是unique_ptr却不同，unique_ptr不像shared_ptr可以通过make_shared方法来创建智能指针,C++11目前还没有提供make_unique函数,在C++14中才会提供make_shared方法类似的make_unique来创建unique_ptr.

make_unique实现

其实要实现make_unique函数并不复杂,创建普通对象指针的代码如下:

#include <type_traits>
#include <memory>
// 支持普通指针
template<typename T,typename ...Args>inline
unique_ptr<T>
make_unique(Args&&...args){
	static_assert(!is_array<T>::value,"T must not be array");
	return unique_ptr<T>(new T(std::forward<Args>(args)...));
}

调用方式

class test_class{
	int a;
	int b;
	public:
	test():a(),b(){}
	test(int a1,int b1):a(a1),b(b1){}
};
auto obj=make_unique<test_class>(2,3);
auto obj1=make_unique<test_class>();

创建数组指针的unique_ptr代码如下：

#include <type_traits>
#include <memory>
// 初始化版本
template<typename T,bool ZERO=true>inline
typename enable_if<ZERO,unique_ptr<T>>::type
make_unique_array(size_t size){
	// T必须是动态数组类型，且不能是定长数组
	static_assert(is_array<T>::value&& extent<T>::value==0,"T must be dynamic array");
	using U=typename remove_extent<T>::type;
	return unique_ptr<T>(new U[size]());
}
//不初始化的版本
template<typename T,bool ZERO=true>inline
typename enable_if<!ZERO,unique_ptr<T>>::type
make_unique_array(size_t size){
	// T必须是动态数组类型，且不能是定长数组
	static_assert(is_array<T>::value&& extent<T>::value==0,"T must be dynamic array");
	using U=typename remove_extent<T>::type;
	return unique_ptr<T>(new U[size]);
}

为了在创建数组时可以选择是否将数组初始化为0,函数分成执行初始化和不初始化的两个版本。
模板参数中增加了一个常量参数ZERO，用于编译期判断。
用到了名为std::enable_if的type_traits，它类似一个if语句,判断ZERO，当ZERO为true时编译器选择第一个版本的函数，反之选择第二个。
enable_if是C++11头文件<type_traits>中的一个类，关于enable_if的用法详细说明参见:

class template <type_traits>std::enable_if

这样以来，虽然代码多了一倍，但是在编译期就选择了不同版本的make_unique_array函数，避免了运行时判断。

调用方式之前的版本差不多，只是将bool参数移到了模板参数<>里

	auto test_array=make_unique_array<test_class[],true>(2);

问题来了

以上的办法虽然好，但是却与C++14版本的make_unique在模板参数类型上并不兼容，你为啥知道C++14的make_unique版本是什么样呢？其实我是写完上面的代码在VS2015下编译时，报了个错，

我这才发现，VS2015已经提供了make_unique
以下是来自VS2015的<memory>头文件中make_unique的实现代码，代码中创建普通对象和数组对象的函数名都是make_unique,与我写的版本不一样，而且微软的版本中也没有区分是否在初始化数组，一律初始化为0。

	// TEMPLATE FUNCTION make_unique
template<class _Ty,
	class... _Types> inline
	typename enable_if<!is_array<_Ty>::value,
		unique_ptr<_Ty> >::type make_unique(_Types&&... _Args)
	{	// make a unique_ptr
	return (unique_ptr<_Ty>(new _Ty(_STD forward<_Types>(_Args)...)));
	}

template<class _Ty> inline
	typename enable_if<is_array<_Ty>::value && extent<_Ty>::value == 0,
		unique_ptr<_Ty> >::type make_unique(size_t _Size)
	{	// make a unique_ptr
	typedef typename remove_extent<_Ty>::type _Elem;
	return (unique_ptr<_Ty>(new _Elem[_Size]()));//作者注:默认数组初始化为0
	}

template<class _Ty,
	class... _Types>
	typename enable_if<extent<_Ty>::value != 0,
		void>::type make_unique(_Types&&...) = delete;

对这么简单的函数VS2015不可能写一个与标准不兼容的,所以如果考虑到与未来的C++14的兼容性，应该使用这个版本。

参照msvc版本代码修改如下：

#if !defined(_MSC_VER)&&__cplusplus<=201103L
namespace std{
// 支持普通指针
template<typename T,typename ...Args>inline
typename enable_if<!is_array<T>::value,	unique_ptr<T> >::type
make_unique(Args&&...args){
	return unique_ptr<T>(new T(std::forward<Args>(args)...));
}
// T必须是动态数组类型，且不能是定长数组
template<typename T>inline
typename enable_if<is_array<T>::value&& extent<T>::value==0,unique_ptr<T>>::type
make_unique(size_t size){
	using U=typename remove_extent<T>::type;
	return unique_ptr<T>(new U[size]());
}
template<typename T,typename ...Args>
typename enable_if<extent<T>::value != 0,	void>::type
make_unique(Args&&...)=delete;
}
#endif /* !defined(_MSC_VER)&&__cplusplus<=201103L */