如何使用引用、避免标题膨胀和延迟初始化？

Question

我正在浏览使用这么多 shared_ptrs 的替代方法，并在评论部分找到了一个很好的回复：

您真的需要共享所有权吗？ 如果你停下来想一想 分钟，我相信你能确定一个 对象的所有者，以及一些 它的用户，只会使用 它在所有者的一生中。所以 只需使其成为本地/成员对象 的所有者，并将引用传递给 那些需要使用它的人。

我很想这样做，但问题是拥有对象的定义现在需要首先完全定义拥有的对象。例如，假设我在 FooManager.h 中有以下内容：

class Foo; 
class FooManager
{
    shared_ptr<Foo> foo;
    shared_ptr<Foo> getFoo() { return foo; }
};

现在，根据上面的建议，FooManager.h 变成：

#include "Foo.h"
class FooManager
{
    Foo foo;
    Foo& getFoo() { return foo; }
};

我有两个问题。首先，FooManager.h 不再是轻量级的。每个包含它的 cpp 文件现在也需要编译 Foo.h。其次，我不再可以选择何时初始化 foo。它必须与 FooManager 同时初始化。我该如何解决这些问题？

Answer 1

您可以使用shared_ptr（或任何智能指针，甚至是哑指针）但没有共享所有权。

例如

class Foo; 
class FooManager
{
  private:
    shared_ptr<Foo> foo;
  public:
    Foo& getFoo() { return *foo; }
};

(这只是一个草图 - 你仍然需要一个 setFoo()，也许 getFoo() 应该返回一个 Foo *。但关键是你回到了轻量级，你可以控制何时创建 foo .)

Answer 2

如果您不需要shared_ptr 的共享所有权语义，请考虑使用不同的智能指针容器。

对于您给出的示例（一个对象拥有所有权且没有所有权转让），boost::scoped_ptr 将是一个不错的选择。

如果您不想使用 Boost，scoped_ptr 很容易实现——在 Boost 文档中有详细的描述，并且它的实现（在 boost/shared_ptr.hpp 中）很简单。

Answer 3

使用 pimpl 成语，不要再这么多内联了。

FooManager.h：

class Foo;

class FooManager
{
   struct Impl;
   Impl *m_impl;
public:
   Foo& getFoo();

   FooManager();
   ~FooManager();
};

FooManager.cpp

#include "Foo.h"
#include "FooManager.h"

struct FooManager::Impl
{
   Foo* m_foo;
   int m_someothermember;
   FooManager::Impl() : m_foo(NULL), m_someothermember(0) {}
};

FooManager::FooManager() : m_impl(new FooManager::Impl())
{}

Foo& FooManager::getFoo()
{
   // Lazy initialization
   if( !m_impl->m_foo ) {
      m_impl->m_foo = new Foo;
   }
   return *m_impl->m_foo;
 }

 FooManager::~FooManager()
 {
    delete m_impl->m_foo;
    delete m_impl;
 }

由于您已经在使用 boost，我建议您使用 scoped_ptr 在您的实际代码中实现此功能，而不是像我在本示例中所做的那样手动管理内存。要记住的重要一点是，前向声明对引用的作用与对指针的作用一样好（这是它对shared_ptr 起作用的部分原因）。