Google C++ 编程风格指南（四）：来自 Google 的奇技

发表于 2年以前 | 总阅读数：411 次

Google 用了很多自己实现的技巧 / 工具使 C++ 代码更加健壮, 我们使用 C++ 的方式可能和你在其它地方见到的有所不同.

4.1. 所有权与智能指针

动态分配出的对象最好有单一且固定的所有主（onwer）, 且通过智能指针传递所有权（ownership）.

定义：

所有权是一种登记／管理动态内存和其它资源的技术。动态分配出的对象的所有主是一个对象或函数，后者负责确保当前者无用时就自动销毁前者。所有权有时可以共享，那么就由最后一个所有主来负责销毁它。甚至也可以不用共享，在代码中直接把所有权传递给其它对象。其实您可以把智能指针当成一个重载了 * 和 -> 的「对象」来看。智能指针类型被用来自动化所有权的登记工作，来确保执行销毁义务到位。std::unique_ptr 是 C++11 新推出的一种智能指针类型，用来表示动态分配出的对象的「独一无二」所有权；当 std::unique_ptr 离开作用域，对象就会被销毁。不能复制 std::unique_ptr, 但可以把它移动（move）给新所有主。std::shared_ptr 同样表示动态分配对象的所有权，但可以被共享，也可以被复制；对象的所有权由所有复制者共同拥有，最后一个复制者被销毁时，对象也会随着被销毁。

优点：

如果没有清晰、逻辑条理的所有权安排，不可能管理好动态分配的内存。传递对象的所有权，开销比复制来得小，如果可以复制的话。传递所有权也比「借用」指针或引用来得简单，毕竟它大大省去了两个用户一起协调对象生命周期的工作。如果所有权逻辑条理，有文档且不乱来的话，可读性很棒。可以不用手动完成所有权的登记工作，大大简化了代码，也免去了一大波错误之恼。对于 const 对象来说，智能指针简单易用，也比深度复制高效。

缺点：

不得不用指针（不管是智能的还是原生的）来表示和传递所有权。指针语义可要比值语义复杂得许多了，特别是在 API 里：您不光要操心所有权，还要顾及别名，生命周期，可变性（mutability）以及其它大大小小问题。其实值语义的开销经常被高估，所以就所有权的性能来说，可不能光只考虑可读性以及复杂性。如果 API 依赖所有权的传递，就会害得客户端不得不用单一的内存管理模型。销毁资源并回收的相关代码不是很明朗。std::unique_ptr 的所有权传递原理是 C++11 的 move 语法，后者毕竟是刚刚推出的，容易迷惑程序员。如果原本的所有权设计已经够完善了，那么若要引入所有权共享机制，可能不得不重构整个系统。所有权共享机制的登记工作在运行时进行，开销可能相当不小。某些极端情况下，所有权被共享的对象永远不会被销毁，比如引用死循环（cyclic references）。智能指针并不能够完全代替原生指针。

决定：

如果必须使用动态分配，倾向于保持分配者的所有权。如果其他地方要使用这个对象，最好传递它的拷贝，或者传递一个不用改变所有权的指针或引用。倾向于使用 std::unique_ptr 来明确所有权传递，例如：

std::unique_ptr<Foo> FooFactory();
void FooConsumer(std::unique_ptr<Foo> ptr);

避免使用共享所有权。如果对性能要求很高，并且操作的对象是不可变的（比如说 】std::shared_ptr<const Foo> ），这时可以用共享所有权来避免昂贵的拷贝操作。如果确实要使用共享所有权，倾向于使用 】std::shared_ptr 。不要在新代码中使用】scoped_ptr `` ，除非你必须兼容老版本的C++。总是用 ``std::unique_ptr 代替 】std::auto_ptr 。