CppCoreGuidelines R.3 原始指针是无主的

09 February 2023

“A raw pointer (a T*) is non-owning”

理由

无需多言，原始指针都是无主的。我们想要有主指针，从而可以可靠且高效地删除指针所指向的对象。

例子

void f()
{
    int* p1 = new int{7};           // bad: raw owning pointer
    auto p2 = make_unique<int>(7);  // OK: the int is owned by a unique pointer
    // ...
}

unique_ptr 可以确保所指向的对象成功删除，从而防止内存泄漏。就算是在异常情况下，也能很好的保证。

例子

template<typename T>
class X {
public:
    T* p;   // bad: it is unclear whether p is owning or not
    T* q;   // bad: it is unclear whether q is owning or not
    // ...
};

我们可以通过显式的说明所有权，来修复上面代码的问题。

template<typename T>
class X2 {
public:
    owner<T*> p;  // OK: p is owning
    T* q;         // OK: q is not owning
    // ...
};

例外

大部分例外情况出现在老的代码里，为了可以和 C 或 C 风格接口的代码一起编译，有不少 C++ 代码违背此规则。最好是有什么工具可以自动转换，但是比较困难。

有些很底层的资源处理的代码还避免不了原始指针，比如 vector 的实现中就用了一个有主指针，两个无主原始指针。

注意

owner<T*> 和原始指针没有太多语义上的区别，只是作为一个标记，告诉程序员或分析工具，这里有一个指针，请记得删除。

坏例子

返回原始指针导致对象生命周期管理的不确定性，调用方到底要不要手工删除指向的对象？

Gadget* make_gadget(int n)
{
    auto p = new Gadget{n};
    // ...
    return p;
}

void caller(int n)
{
    auto p = make_gadget(n);   // remember to delete p
    // ...
    delete p;
}

除了可能会有内存泄漏问题，这段代码还增加了 new 和 delete 操作。其实如果对象比较小，完全可以通过移动，或者值返回操作从函数返回。

Gadget make_gadget(int n)
{
    Gadget g{n};
    // ...
    return g;
}

注意

此规则适用于工厂函数。

注意

如果一定需要指针语义，比如返回基类指针，指向类层级中的子类，可以使用智能指针。

强化

警告：删除没有标记为 owner<T> 的原始指针
警告：在任何代码路径上重置或删除 owner<T> 指针失败的情况
警告：返回值是 new 出来的原始指针
警告：如果函数以返回一个对象，但是这个对象是函数中分配的，并且该对象有一个移动构造函数。建议考虑值返回。

technology 487

CppCoreGuidelines 474