C++ Unique_ptr 与向量的向量相关

Question

我的情况是我使用构建器来使用工厂为我的项目创建 CombatUnit，如模式所示（请注意我有一个抽象工厂，但我不会无缘无故地将其复杂化).

事实是，我正在创建数组的数组，并且我正在使用 unique_ptr 来防止内存泄漏。但我找不到我是否过度使用了 smart_pointer，这就是为什么

std::unique_ptr<std::vector<std::unique_ptr<std::vector<std::unique_ptr<CombatObject>>>>>& Builder_FleetsCombatObjects::BuildFleets(const std::vector<const CombatObject::ConstructionOrder_CombatObject>& orders)
{
  std::unique_ptr<std::vector<std::unique_ptr<std::vector<std::unique_ptr<CombatObject>>>>> fleets(new std::vector<std::unique_ptr<std::vector<std::unique_ptr<CombatObject>>>>());

  Factory_Mechas mFact;
  Factory_SpaceShip sFact;

  for (auto order : orders)/* No Abstract factory to match schema */
  {
    if (sFact.IsMine(order.TypeOfObjectToBuild) != false)
    {
      fleets->push_back(sFact.CreateSpaceShip(order));
    }
    else if (mFact.IsMine(order.TypeOfObjectToBuild) != false)
    {
      fleets->push_back(mFact.CreateMechas(order));
    }
  }
  return fleets;
}

从我的实际角度来看，它并不过分，即使 smart_pointer 更重更慢（我的意思是一般使用），每个 unique_ptr 都会确保子 smart_pointer将调用“删除器”。

但不知何故，我觉得它不对，就像我不太了解 smartpointer 的工作原理一样。向量不应该“确保”子向量是“免费的”吗？然后我可以减少到：std::unique_ptr<std::vector<std::vector<std::unique_ptr<CombatObject>>>>&

甚至 std::vector<std::vector<std::unique_ptr<CombatObject>>> 如果 vector 在 c++19 中是内存管理的。

我不太确定我理解的是什么，你能帮我吗？

Answer 1

C++ is Unique_ptr pertinent for vectors of vectors

这由您决定，但只是在没有其他基础结构知识的情况下快速查看代码，我会说这是一种沉重、可怕的代码味道。我会简单地按原样使用矢量。它更轻、更安全、更简单、更快。

指向 STL 容器的指针通常是代码气味的强烈指标，而指向包含指向 STL 容器指针的 STL 容器的指针具有更强烈的代码气味。这根本不会通过审查，我会敦促简化。

拥有指向 STL 容器的指针实际上不应该存在于代码中，除非有一些 class 通过容器指针封装非常特殊的内存管理，但它们不应该逃避 class。即便如此，您也可以管理内存并使用简单的容器值进行重用。

您应该尝试一下值语义！它有助于局部思考，通常可以使代码更简单。

现在是问题的非意见部分。

让我们删除代码中多余的唯一指针，以便更容易解释：

std::vector<std::vector<std::unique_ptr<CombatObject>>>& Builder_FleetsCombatObjects::BuildFleets(const std::vector<const CombatObject::ConstructionOrder_CombatObject>& orders)
{
  std::vector<std::vector<std::unique_ptr<CombatObject>>> fleets{};

  Factory_Mechas mFact;
  Factory_SpaceShip sFact;

  for (auto order : orders)/* No Abstract factory to match schema */
  {
    if (sFact.IsMine(order.TypeOfObjectToBuild) != false)
    {
      fleets.push_back(sFact.CreateSpaceShip(order));
    }
    else if (mFact.IsMine(order.TypeOfObjectToBuild) != false)
    {
      fleets.push_back(mFact.CreateMechas(order));
    }
  }
  return fleets;
}

在这段代码中，我们复制并构造了新的向量，并分配了新的唯一指针。

在这里，您的问题将变成：如何确保释放唯一指针的向量向量？

好吧，让我们从看一个整数向量开始：

{
    std::vector<int> vec;

    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);
    vec.push_back(3);
}
// Did we leaked?

这里，我们没有泄露。这是因为 vector 负责分配和释放。它将在推回时释放旧缓冲区，并在向量超出范围时释放。

那么唯一指针呢？

{
    std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(3);

    *ptr = 1;
} // Did we leaked?

现在我们泄露了吗？不，那太荒谬了！

现在让我们尝试复制这两种类型：

std::vector<int> vec;
std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(3);

vec.push_back(1);
vec.push_back(2);
vec.push_back(3);

// Copy!
std::vector<int> vec2 = vec;
std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr; // Uh oh! Error!

这里如你所见，不能复制唯一指针。复制唯一指针将无法编译。

但是，你可以复制一个向量，那么当你复制一个唯一指针的向量时会发生什么？

std::vector<std::unique_ptr<int>> vec_ptr;

vec_ptr.push_back(std::make_unique<int>(1));
vec_ptr.push_back(std::make_unique<int>(2));
vec_ptr.push_back(std::make_unique<int>(3));

std::vector<std::unique_ptr<int>> vec_ptr2 = vec_ptr; // Error again!

这里还是编译不通过！那是因为要创建缓冲区的副本，您需要复制每个元素。如果无法复制元素，则无法复制向量，因此向量不可复制。

现在由于 vector 完全管理内存，而唯一 ptr 完全管理内存，除非您明确要求唯一指针放弃所有权，否则您不能泄漏任何内存：

std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(3);
int* raw_owning_pointer = ptr.release();
// Here, I have to delete it myself

现在在您的代码中，无论回推以及唯一指针和向量组合，都没有泄漏！

要真正确保完全没有泄漏，请使用消毒剂或内存调试器（如 valgrind）。

C++ Unique_ptr 与向量的向量相关

C++ is Unique_ptr pertinent for vectors of vectors

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