CppCoreGuidelines R.30 只有在需要表达生存周期机制的时候使用智能指针

25 February 2023

C++ 核心指南目录

“Take smart pointers as parameters only to explicitly express lifetime semantics”

请参考 F.7

理由：

智能指针可以传递所有权或共享所有权。只有在需要所有权机制的时候使用。不操作生存周期的函数，应该只接受原始指针 T* 或引用 T& 。

函数的参数如果是智能指针的话，就要求调用它的地方也使用智能指针。函数应该能以各种方式接受对象，而不能依靠智能指针，因为智能指针需要相应的生存周期管理。

使用共享指针做参数，会产生潜在的运行时成本。

例子

// accepts any int*
void f(int*);

// can only accept ints for which you want to transfer ownership
void g(unique_ptr<int>);

// can only accept ints for which you are willing to share ownership
void g(shared_ptr<int>);

// doesn't change ownership, but requires a particular ownership of the caller
void h(const unique_ptr<int>&);

// accepts any int
void h(int&);

坏例子：

#include <memory>
// callee
void f(shared_ptr<int>& w)
{
    // ...
    cout << *w << endl; // only use of w -- the lifetime is not used at all
    // ...
};

// caller
int main()
{
    shared_ptr<int> my_widget = make_shared<int>(111);
    f(my_widget);

    //int* stack_widget =  new int(111);;
    //f(stack_widget);
    // error: invalid initialization of reference of type
    // 'std::shared_ptr<int>&' from expression of type 'int*'
    //26 |     f(stack_widget);
    //   |       ^~~~~~~~~~~~
    // note: in passing argument 1 of 'void f(std::shared_ptr<int>&)'
    // 12 | void f(shared_ptr<int>& w)
    //    |        ~~~~~~~~~~~~~~~~~^
    return 0;
}

好例子：

#include <memory>
// callee
void f(int& w)
{
    // ...
    cout << w << endl;
    // ...
};

// caller
int main()
{
    shared_ptr<int> my_widget = make_shared<int>(111);
    f(*my_widget);

    int stack_widget = 222;
    f(stack_widget); // ok -- now this works

    return 0;
}

111
222

注意

大部分的悬空指针（dangling pointer）问题都能通过静态代码分析检测到。函数参数的生存期持续到函数调用结束，所以没有太多指针生存期问题。

强化

（简单）如果一个函数接受智能指针类型，但是这个函数只调用 operator* ， operator-> 以及 get() 。建议使用 T* 或 T& 。
如果一个参数是可复制、可移动的智能指针类型，但是在函数体或进一步的调用中没有被复制或移动，那么，就不需要所有权机制。建议使用 T* 或 T& 。

technology 379

CppCoreGuidelines 475