C++ Exceptional 有关auto_ptr使用需要注意的地方

本文探讨了C++11前标准库中的auto_ptr智能指针存在的问题及其不当使用方式,包括所有权转移带来的bug、不适合放置于标准容器的原因以及作为类成员变量时需要注意的事项。

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auto_ptr是C++11之前标准库里带的一个通用的智能指针,但说实话很多人可能并不喜欢用这个东西,因为它有时会带来一些意想不到的bug,而正是auto_ptr的实现方式才导致了这些问题的产生,下面我详细叙述一下这里的前因后果。

首先,作为一个智能指针对象,auto_ptr是没有引用计数的概念的,所以这就导致了一个问题:
当一个auto_ptr由另一个auto_ptr拷贝构造或者赋值的时候,这个时候,对象的所有权应该怎么办呢。首先,因为没有引用计数,所以不能通过加引用计数的方式来进行赋值或者拷贝。但如果不利用引用计数,而直接进行拷贝,那么相当于说两个auto_ptr持有相同的一个内部指针,这样的后果就是导致这个指针会被重复释放,从而引起错误。c++标准库为了避免这种错误,所以在设计auto_ptr时,是用的所有权转移的方式来实现拷贝构造和赋值构造的。这样的话,原生指针在某个时间只可能被一个auto_ptr对象所拥有,从而避免了重复释放的问题。而也正是这种实现方式,才有了下面的几个错误的使用auto_ptr的方式:

  • 不要引用已经转移所有权的auto_ptr
std::auto_ptr<T> a(new T());
std::auto_ptr<T> b = a;
a->func() or *a 等等

这种的错误根源在于把a对对象T的所有权转移给b后,又去使用a对象去访问原生指针,这样肯定是会出错的,因为a对象中的原生指针已经是null了

  • 不要把auto_ptr放入标准容器中
vector<auto_ptr<T>> v;

切记,auto_ptr是不能放置在标准容器里的,这也是由于auto_ptr的特性决定的。因为标准容器里的对象要满足一个要求,那就是对象之间是互等的复制,也就是说,对象复制后这两个对象是完全相等的。而auto_ptr显然不能满足这个要求,因为auto_ptr在复制的过程中伴随着原生指针所有权的转移。

  • auto_ptr作为类的成员变量时,注意类的拷贝构造和赋值构造函数
class C
{
public: /*...*/
protected: /*...*/
private: /*...*/
    auto_ptr<CImpl> pimpl_;
}

如上,当把auto_ptr当作类的成员函数时,这个时候要特别注意类的拷贝构造函数和赋值构造函数,因为两个类之间的赋值或者拷贝,会把其中一个类的auto_ptr置空,这个时候,你要想一下,这是不是你想要的结果。

说了以上这么多,总起来说,auto_ptr存在的问题还是挺多的,这也正是大家不太喜欢用它的原因。当然boost库中或者C++11后,有了更好的替换auto_ptr的智能指针,shared_ptr和unique_ptr,大家在开发过程中可以安全地使用这两种类型的智能指针。

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