使用unique_ptr复制类的构造函数

如何为具有unique_ptr成员变量的类实现复制构造函数？我只考虑C ++ 11。

由于unique_ptr无法共享，您需要深度复制其内容或将转换unique_ptr为shared_ptr。

class A
{
   std::unique_ptr< int > up_;

public:
   A( int i ) : up_( new int( i ) ) {}
   A( const A& a ) : up_( new int( *a.up_ ) ) {}
};

int main()
{
   A a( 42 );
   A b = a;
}

如NPE所述，您可以使用move-ctor而不是copy-ctor，但这会导致类的语义不同。move-ctor需要通过以下方式使成员显式移动std::move：

A( A&& a ) : up_( std::move( a.up_ ) ) {}

拥有一整套必要的运算符也会导致

A& operator=( const A& a )
{
   up_.reset( new int( *a.up_ ) );
   return *this,
}

A& operator=( A&& a )
{
   up_ = std::move( a.up_ );
   return *this,
}

如果要在中使用类std::vector，则基本上必须确定向量是否为对象的唯一所有者，在这种情况下，使类可移动但不可复制就足够了。如果省略了copy-ctor和copy-assignment，则编译器将指导您如何将std :: vector与仅移动类型一起使用。

unique_ptr在类中具有a的通常情况是能够使用继承（否则，普通对象通常也可以这样做，请参阅RAII）。对于这种情况，到目前为止该线程中没有合适的答案。

因此，这是起点：

struct Base
{
    //some stuff
};

struct Derived : public Base
{
    //some stuff
};

struct Foo
{
    std::unique_ptr<Base> ptr;  //points to Derived or some other derived class
};

...的目标是，如所说的Foo那样。

为此，需要进行深层复制包含的指针进行，以确保正确复制派生类。

这可以通过添加以下代码来完成：

struct Base
{
    //some stuff

    auto clone() const { return std::unique_ptr<Base>(clone_impl()); }
protected:
    virtual Base* clone_impl() const = 0;
};

struct Derived : public Base
{
    //some stuff

protected:
    virtual Derived* clone_impl() const override { return new Derived(*this); };                                                 
};

struct Foo
{
    std::unique_ptr<Base> ptr;  //points to Derived or some other derived class

    //rule of five
    ~Foo() = default;
    Foo(Foo const& other) : ptr(other.ptr->clone()) {}
    Foo(Foo && other) = default;
    Foo& operator=(Foo const& other) { ptr = other.ptr->clone(); return *this; }
    Foo& operator=(Foo && other) = default;
};

基本上有两件事正在发生：

• 第一个是添加了copy和move构造函数，Foo随着的copy构造函数unique_ptr被删除，它们会隐式删除。此举构造可以简单地通过添加= default...这只是为了让编译器知道，通常的移动构造函数将不会被删除（此作品，unique_ptr已经有一个移动构造函数可以在这种情况下使用）。

  对于的复制构造函数Foo，没有类似的机制unique_ptr。因此，必须构造一个new unique_ptr，用原始pointe的副本填充它，并将其用作复制的类的成员。

• 如果涉及继承，则必须仔细完成原始指针的副本。原因是std::unique_ptr<Base>(*ptr)在上面的代码中进行简单复制会导致切片，即仅复制对象的基本组件，而缺少派生部分。

  为了避免这种情况，必须通过克隆模式进行复制。这个想法是通过在基类中clone_impl()返回a 的虚函数进行复制的Base*。但是，在派生类中，它通过协方差扩展以返回a Derived*，并且此指针指向派生类的新创建的副本。然后，基类可以通过基类指针访问此新对象Base*，将其包装到中unique_ptr，然后通过clone()从外部调用的实际函数将其返回。

尝试使用此帮助程序创建深层副本，并在源unique_ptr为null时处理。

    template< class T >
    std::unique_ptr<T> copy_unique(const std::unique_ptr<T>& source)
    {
        return source ? std::make_unique<T>(*source) : nullptr;
    }

例如：

class My
{
    My( const My& rhs )
        : member( copy_unique(rhs.member) )
    {
    }

    // ... other methods

private:
    std::unique_ptr<SomeType> member;
};

丹尼尔·弗雷（Daniel Frey）提到复制解决方案，我将谈谈如何移动unique_ptr

#include <memory>
class A
{
  public:
    A() : a_(new int(33)) {}

    A(A &&data) : a_(std::move(data.a_))
    {
    }

    A& operator=(A &&data)
    {
      a_ = std::move(data.a_);
      return *this;
    }

  private:
    std::unique_ptr<int> a_;
};

它们被称为移动构造函数和移动分配

你可以这样使用它们

int main()
{
  A a;
  A b(std::move(a)); //this will call move constructor, transfer the resource of a to b

  A c;
  a = std::move(c); //this will call move assignment, transfer the resource of c to a

}

您需要用std :: move包装a和c，因为它们的名称为std :: move告诉编译器将参数转换为右值引用，无论参数是什么。 std :: rvalue“

移动后，unique_ptr的资源将转移到另一个unique_ptr

有很多主题记录右值引用；这是一个很简单的开始。

编辑：

移动的对象应保持有效但未指定状态。

C ++入门5，ch13还对如何“移动”对象提供了很好的解释

我建议使用make_unique

class A
{
   std::unique_ptr< int > up_;

public:
   A( int i ) : up_(std::make_unique<int>(i)) {}
   A( const A& a ) : up_(std::make_unique<int>(*a.up_)) {};

int main()
{
   A a( 42 );
   A b = a;
}

unique_ptr 不可复制，只能移动。

这将直接影响Test，在您的第二个示例中，Test也只能移动而不能复制。

实际上，最好使用unique_ptr它来防止重大错误。

例如，第一个代码的主要问题是指针从未被删除，这确实非常糟糕。说，您可以通过以下方法解决此问题：

class Test
{
    int* ptr; // writing this in one line is meh, not sure if even standard C++

    Test() : ptr(new int(10)) {}
    ~Test() {delete ptr;}
};

int main()
{       
     Test o;
     Test t = o;
}

这也是不好的。如果复制，会发生什么情况Test？将有两个类具有指向相同地址的指针。

当一个Test被销毁时，它也将销毁指针。当您的第二个Test销毁时，它也会尝试删除指针后面的内存。但是它已经被删除，我们将得到一些错误的内存访问运行时错误（如果不幸的话，将导致不确定的行为）。

因此，正确的方法是实现复制构造函数和复制赋值运算符，这样行为就很清楚了，我们可以创建一个副本。

unique_ptr在我们这里遥遥领先。它的语义是：“ 我是unique，所以你不能只复制我。 ”因此，它避免了我们现在实施手头运算符的错误。

您可以定义复制构造函数和复制赋值运算符以实现特殊行为，并且您的代码可以正常工作。但是，您正确地被迫这样做了（！）。

故事的寓意：总是unique_ptr在这种情况下使用。