使用智能或原始指针

Question

在下面的代码中，有一个Grid，其中包含points。同样，Element 和Face 也有points，但我希望它们指向points 中的points。

我应该使用智能指针还是原始指针。如果我使用智能指针，我应该使用std::unique_ptr 还是std::shared_ptr？

struct Vector3
{
    vector <double> dim;

    Vector3 ()
    {
        dim.resize(3);
    }
};

struct Element
{
    vector <Vector3*> points;
};

struct Face
{
    vector <Vector3*> points;
};

struct Grid
{
    vector <Vector3> points;

    vector <Element> elms;
    vector <Face> faces;
};    

Answer 1

Here 你指定的前提是Element 和Face 对象在Grid 对象中创建，容器的元素引用相同的Grid 容器，因此这三个对象的生命周期容器（points、elms 和 faces）是相同的。

现在你必须考虑两种情况。

半不可变points

在这种情况下，points 保证永远不会使对其元素的引用无效（例如，它永远不会被修改）。在这里你不需要任何智能指针，你可以使用一个简单的std::reference_wrapper如下：

struct Vector3
{
    std::vector<double> dim;
    Vector3 () : dim(3) {}
};

template<class Type>
using ref_vec = std::vector<std::reference_wrapper<Type>>;

struct Element { ref_vec<Vector3> points; };
struct Face    { ref_vec<Vector3> points; };

struct Grid
{
    std::vector<Vector3>  points;
    std::vector<Element>  elms;
    std::vector<Face>     faces;
};

另一种解决方案，不等同于您的示例（elms 和 faces 无法直接访问 Vector3 对象）可能是使用索引：

struct Vector3
{
    std::vector<double> dim;
    Vector3 () : dim(3) {}
};

struct Grid
{
    struct Element { std::size_t point_indices; };
    struct Face    { std::size_t point_indices; };

    std::vector<Vector3>  points;
    std::vector<Element>  elms;
    std::vector<Face>     faces;
};

也就是说，您存储points 的索引。

可变points

如果对points 执行的操作可以使引用无效，那么您可能需要考虑另一个不会使元素的引用/指针/迭代器无效的容器。

例如std::deque保证容器开头和结尾删除/插入引用的有效性。

一旦您选择了正确的容器，您就可以应用与上述相同的想法。