【发布时间】：2008-12-17 22:47:35
【问题描述】：
我正在用 C++ 实现二叉树。传统上，我有一个指向左的指针和一个指向右的指针，但手动内存管理通常以泪水告终。这引出了我的问题...
数据结构是否适合使用 shared_ptr？
【问题讨论】：
标签： c++ data-structures shared-ptr tr1
【发布时间】：2008-12-17 22:47:35
【问题描述】：
我认为这取决于您将在哪里使用它们。我假设您正在考虑做的事情是这样的：
template <class T>
class BinaryTreeNode
{
//public interface ignored for this example
private:
shared_ptr<BinaryTreeNode<T> > left;
shared_ptr<BinaryTreeNode<T> > right;
T data;
}
如果您期望您的数据结构能够处理动态创建的节点，这将非常有意义。如果。但是，由于这不是正常的设计，我认为这是不合适的。
我的回答是，不，这不是使用 shared_ptr 的合适位置，因为 shared_ptr 的使用意味着对象实际上是共享的 - 但是，二叉树中的节点永远不会共享。然而，正如 Martin York 所指出的，为什么要重新发明轮子——已经有一个智能指针类型可以做我们正在尝试做的事情——auto_ptr。所以去吧：
template <class T>
class BinaryTreeNode
{
//public interface ignored for this example
private:
auto_ptr<BinaryTreeNode<T> > left;
auto_ptr<BinaryTreeNode<T> > right;
T data;
}
如果有人问为什么数据不是 shared_ptr，答案很简单 - 如果数据的副本对库的 client 有好处，他们会传入数据项和树节点制作副本。如果 client 认为复制是一个坏主意，那么 client 代码可以传入一个 shared_ptr，树节点可以安全地复制它。
【讨论】：
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为什么不使用 auto_ptr？您遗漏的公共界面。现在将不可避免地必须包含执行一些内存管理的代码。这就是我们有智能指针的原因，所以我们不需要重新发明轮子来进行内存管理。
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好的，auto_ptr 对他们来说是一个有效的选择——事实上，可能会更好，因为它的语义与二叉树节点的左右指针的语义一致。
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可能希望将类型 T 传播到您的 left 和 right 声明中，否则不会编译。
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auto_ptr 自 C++11 起已被弃用，您应该使用 unique_ptr
因为左右不共享 boost::shared_ptr 可能不是正确的智能指针。
这将是一个尝试 std::auto_ptr 的好地方
【讨论】：
是的，绝对的。
但是如果你有一个循环的数据结构要小心。如果您有两个对象，它们都具有彼此共享的 ptr，那么如果不手动清除共享 ptr，它们将永远不会被释放。在这种情况下可以使用弱 ptr。当然，这对于二叉树来说并不担心。
【讨论】：
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树本质上不是圆形的。
在每个对象都有一个所有者的情况下，手动编写内存管理并不是那么困难，因此可以删除它在其析构函数中拥有的内容。
根据定义，一棵树由节点组成，每个节点都有一个父节点，因此显然是其单一所有者的候选者，这真是一个快乐的时刻。恭喜！
我认为在您的情况下开发这样的解决方案非常值得*，并且还尝试shared_ptr 方法，将差异完全隐藏在相同的界面后面，因此您可以在两者之间切换并比较性能差异一些现实的实验。这是了解shared_ptr 是否适合您的应用程序的唯一可靠方法。
（*对我们来说，如果你告诉我们进展如何。）
【讨论】：
永远不要将 shared_ptr 用于数据结构的节点。如果在任何时候共享所有权，它可能会导致节点的销毁被暂停或延迟。这可能会导致以错误的顺序调用析构函数。 在数据结构中，节点的构造函数包含与其他节点耦合的任何代码，而析构函数包含与其他节点分离的代码，这是一种很好的做法。以错误顺序调用的析构函数可能会破坏这种设计。
【讨论】：
shared_ptr 有一些额外的开销，特别是在空间要求方面，但如果您的元素是单独分配的，那么 shared_ptr 将是完美的。
【讨论】：
你甚至需要指针吗？看来你可以使用boost::optional<BinaryTreeNode<T> > left, right。
【讨论】：