stl 檔案中的 std::auto_ptr 在c++中的故事特別多, 在它的演變過程中至少出現了3個版本.
http://.josuttis.com/libbook/auto_ptr.html 這個連線裡面有它完整的故事.
vc6中stl帶的auto_ptr( 帶owner欄位)的版本應該就是文中說的version 2.
最新的version裡面包含了乙個auto_ptr_ref, 這個是當將auto_ptr作為函式返回值和函式引數時需要引入的
乙個"額外間接層".
下面是它的一些說明:
auto_ptr的拷貝建構函式和一般我們常見的不同, 它的引數rhs並不是const reference, 而是refence,
auto_ptr( /*const */ auto_ptr& rhs)
假設我們需要將乙個auto_ptr作為某個函式的返回值, 例如
auto_ptrsource()
那麼我們如何在caller中得到返回的結果呢?
理所當然的語法是:
auto_ptrp( source() ); (拷貝建構函式)
或者 auto_ptrp = source(); (拷貝建構函式)
或者auto_ptrp = ...; (operator=)
p = source();
但是如果沒有auto_ptr_ref的存在, 上面這些行實際上應該是乙個編譯錯誤(vc6不報錯), 原因是:
c++中有左值/右值之分, 函式如果返回值, 那麼是r-value. 右值作為reference函式引數時, 只能是const reference.
因此source函式返回的auto_ptr作為rhs實參呼叫auto_ptr的拷貝建構函式時, 只能是const refernce, 但是
這個函式的簽名需要rhs為reference, 因此無法編譯.
舉個最簡單的例子:
有函式:
int foo()
void bar(int & i)
呼叫int& i = foo() ; //錯誤
const int& i = foo(); //ok
bar(foo()) //錯誤
同理, 拷貝建構函式不過是乙個特殊的"函式"而已, 我們上面的source函式返回的auto_ptr物件也只能作為乙個
const auto_ptr&, 但是這個拷貝建構函式需要的引數原型是auto_ptr&, 而不是const auto_ptr& .
因此auto_ptr引入了乙個'額外的間接層' auto_ptr_ref, 來完成乙個從r-value到l-value之間的過渡.
基本的思路是;
提供另外乙個建構函式, 接受乙個以值傳遞的auto_ptr_ref:
auto_ptr( auto_ptr_ref ref)
然後在auto_ptr類中, 提供乙個自動轉型的函式
operator auto_ptr_ref ()
這樣, source返回乙個auto_ptr, 編譯器嘗試呼叫拷貝建構函式, 發現引數不必配(期望const), 然後發現了乙個自動轉型的
operator auto_ptr_ref()函式, 而後又發現通過呼叫該自動轉型得到乙個auto_ptr_ref物件後, 可以呼叫caller的
auto_ptr的以auto_ptr_ref為引數的非explicit的建構函式, 完成了乙個auto_ptr到另外乙個auto_ptr之間的複製過程.
注意一點: operator auto_ptr_ref () 不是const成員函式.
c++語法規則中對於臨時變數的r-value有個詭秘的地方就是:
如果你需要將r-value儲存在乙個reference中, 或者作為某個refence的函式引數, 那麼必須為const reference,
但是你也可以在乙個完整的表示式中直接使用這個臨時變數, 這種情況下該臨時變數實際上並不是作為const reference對待,
因為你可以呼叫它的非const成員函式. 例如:
class integer
private:
int i;
};class integer
private:
int i;
};integer().zero(); //建立乙個integer的臨時變數, 然後呼叫非const成員函式.
這樣, auto_ptrp( source() );
實際上發生的事情就是:
auto_ptrp( source().operator auto_ptr_ref());
通過source()函式得到乙個臨時的auto_ptr物件, 然後呼叫其中的自動轉換函式得到乙個auto_ptr_ref,
即使該轉型函式是非const成員函式仍然可行.
然後呼叫 p 物件的以auto_ptr_ref為引數的建構函式進行複製.
然後, source()函式建立的臨時物件在整個表示式結束後被析構, 當然這個時候這個臨時物件內部的指標已經被reset(0)了,
因為該指標的擁有權已經被p接管了. (否則會重複刪除)
std::auto_ptr在很多情況下是很便利的, 例如乙個函式內部需要通過new分配乙個結構, 那麼誰來釋放是乙個問題,
一種原則是誰分配, 誰釋放, 但是對於這種情況顯然不合適.
利用auto_ptr就簡單得多了: 誰擁有誰釋放, 誰都不要那麼就編譯器自動釋放它. 例如
有個函式:
auto_ptrcreate_sth()
呼叫1:
auto_ptrp = create_sth();
...p退出作用域, 自動釋放.
呼叫2:
create_sth();
沒有人接受這個返回的物件, 那麼編譯器自動會呼叫auto_ptr的析構函式釋放之.
sink也是乙個作用:
例如我已經擁有乙個auto_ptr物件的指標, 那麼我可以定義乙個sink函式, 原型如下:
void sink(auto_ptrp)
正如sink名字暗示的一樣, sink函式起到乙個吸收作用, 將某個外部的auto_ptr物件吸收過來,類似於宇宙中的"黑洞".
例如:auto_ptrp(new sth);
sink(p);
//這裡, p指向null了, p所指的sth物件已經被sink函式"吸收"了.
當然為了防止這種情況在你不注意的情況下發生, 你可以
const auto_ptrp(new sth);
sink(p); //編譯錯誤
auto_ptrp2 = p; //編譯錯誤
這樣, 乙個const auto_ptr的物件一旦構造完成, 永遠不會失去對該物件的擁有權. "一旦擁有, 從不失去".
當然auto_ptr最重要的作用, 也是它的原始目的是為了提供異常安全.
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