std::shared_ptr: reset() 与赋值

Question

这是一个基本问题，但我没有找到以前的帖子。以下问题的标题听起来可能和我的问题一样，但问题本身与标题不符：is it better to use shared_ptr.reset or operator =?

我对@9​​87654323@ 的reset() 成员函数的用途感到困惑：除了赋值运算符之外，它还有什么作用？

具体来说，给出定义：

auto p = std::make_shared<int>(1);

1. 以下两行是否等效：

   p = std::make_shared<int>(5);
   p.reset(new int(5));
   

2. 这些呢：

   p = nullptr;
   p.reset();
   

如果这两行在两种情况下都是等价的，那么reset()的目的是什么？

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编辑：让我重新措辞这个问题以更好地强调它的观点。问题是：有没有一种情况，reset() 让我们实现了没有它就不容易实现的事情？

Answer 1

当使用reset() 时，传递给reset 的参数不必是托管对象（也不能是）；而对于=，右侧必须是托管对象。

所以这两行给你的最终结果是一样的：

p = std::make_shared<int>(5); // assign to a newly created shared pointer
p.reset(new int(5)); // take control of a newly created pointer

但我们做不到：

p = new int(5); // compiler error no suitable overload
p.reset(std::make_shared<int>(5).get()); // uh oh undefined behavior

如果没有reset()，您将无法在不创建共享指针并分配它的情况下将共享指针重新分配给不同的原始指针。如果没有=，您将无法使共享指针指向另一个共享指针。

Answer 2

我不会包含您的第一个子问题背后的基本原理，即通过make_shared 或指针构造之间的区别，因为这种区别在几个不同的位置突出显示，包括this excellent question。

但是，我认为区分使用reset 和operator= 是有建设性的。前者放弃由shared_ptr 管理的资源的所有权，如果shared_ptr 恰好是唯一所有者，则通过销毁它，或者通过减少引用计数。后者意味着与另一个 shared_ptr 共享所有权（除非您正在移动构建）。

正如我在 cmets 中提到的，重要的是传递给 reset 的指针不属于另一个共享或唯一指针，因为它会在两个独立管理器销毁时产生未定义的行为 - 他们都会尝试到delete资源。

reset 的一个用例可能是共享资源的延迟初始化。你只希望shared_ptr 管理一些资源，例如内存，如果你真的需要它。进行直接分配，例如：

std::shared_ptr<resource> shared_resource(new resource(/*construct a resource*/));

如果它从未真正需要，可能会很浪费。要使用延迟初始化来做到这一点，可能会应用以下内容：

std::shared_ptr<resource> shared_resource;
void use_resource()
{
       if(!shared_resource)
       {
            shared_resource.reset(new resource(...));
       }

       shared_resource->do_foo();
}

在这种情况下使用reset 比使用swap 或分配给临时shared_ptr 更简洁。

Answer 3

reset() 更改现有shared_ptr 的托管对象。

p = std::shared_ptr(new int(5));和 p.reset(new int(5));

前者涉及创建一个新的shared_ptr 并将其移动到一个变量中。后者不会创建新对象，它只是更改由shared_ptr 管理的底层指针。

换句话说，这两者旨在用于不同的情况。当你有一个 shared_ptr 和 reset 当你有一个原始指针时，赋值。

要记住的另一件事是，shared_ptr 在移动分配存在之前就已在 boost 中可用，并严重影响了最新版本。无需移动分配即可更改 shared_ptr 而无需复制是有益的，因为它可以节省额外对象的簿记。

Answer 4

reset 在某些情况下可以避免动态内存分配。考虑代码

std::shared_ptr<int> p{new int{}};  // 1
p.reset(new int{});                 // 2

在第 1 行发生了 2 个动态内存分配，一个用于 int 对象，另一个用于 shared_ptr 的控制块，它将跟踪对托管的强/弱引用的数量对象。

在第 2 行，再次为新的int 对象分配了动态内存。在reset 的主体内，shared_ptr 将确定没有其他对先前管理的int 的强引用，因此它必须delete 它。由于也没有任何弱引用，它也可以释放控制块，但在这种情况下，实现重用相同的控制块是谨慎的做法，否则无论如何它都必须分配一个新的控制块。

如果你总是必须使用赋值，上述行为是不可能的。

std::shared_ptr<int> p{new int{}};    // 1
p = std::shared_ptr<int>{new int{}};  // 2

在这种情况下，第 2 行对shared_ptr 构造函数的第二次调用已经分配了一个控制块，因此p 将不得不释放它自己现有的控制块。