我有这样的代码,但我认为意图是明确的:

testmakeshared.cpp

#include <memory>

class A {
 public:
   static ::std::shared_ptr<A> create() {
      return ::std::make_shared<A>();
   }

 protected:
   A() {}
   A(const A &) = delete;
   const A &operator =(const A &) = delete;
};

::std::shared_ptr<A> foo()
{
   return A::create();
}

但是当我编译它时,我得到了这个错误:

g++ -std=c++0x -march=native -mtune=native -O3 -Wall testmakeshared.cpp
In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/bits/shared_ptr.h:52:0,
                 from /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/memory:86,
                 from testmakeshared.cpp:1:
testmakeshared.cpp: In constructor ‘std::_Sp_counted_ptr_inplace<_Tp, _Alloc, _Lp>::_Sp_counted_ptr_inplace(_Alloc) [with _Tp = A, _Alloc = std::allocator<A>, __gnu_cxx::_Lock_policy _Lp = (__gnu_cxx::_Lock_policy)2u]’:
/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/bits/shared_ptr_base.h:518:8:   instantiated from ‘std::__shared_count<_Lp>::__shared_count(std::_Sp_make_shared_tag, _Tp*, const _Alloc&, _Args&& ...) [with _Tp = A, _Alloc = std::allocator<A>, _Args = {}, __gnu_cxx::_Lock_policy _Lp = (__gnu_cxx::_Lock_policy)2u]’
/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/bits/shared_ptr_base.h:986:35:   instantiated from ‘std::__shared_ptr<_Tp, _Lp>::__shared_ptr(std::_Sp_make_shared_tag, const _Alloc&, _Args&& ...) [with _Alloc = std::allocator<A>, _Args = {}, _Tp = A, __gnu_cxx::_Lock_policy _Lp = (__gnu_cxx::_Lock_policy)2u]’
/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/bits/shared_ptr.h:313:64:   instantiated from ‘std::shared_ptr<_Tp>::shared_ptr(std::_Sp_make_shared_tag, const _Alloc&, _Args&& ...) [with _Alloc = std::allocator<A>, _Args = {}, _Tp = A]’
/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/bits/shared_ptr.h:531:39:   instantiated from ‘std::shared_ptr<_Tp> std::allocate_shared(const _Alloc&, _Args&& ...) [with _Tp = A, _Alloc = std::allocator<A>, _Args = {}]’
/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/bits/shared_ptr.h:547:42:   instantiated from ‘std::shared_ptr<_Tp1> std::make_shared(_Args&& ...) [with _Tp = A, _Args = {}]’
testmakeshared.cpp:6:40:   instantiated from here
testmakeshared.cpp:10:8: error: ‘A::A()’ is protected
/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.6.1/../../../../include/c++/4.6.1/bits/shared_ptr_base.h:400:2: error: within this context

Compilation exited abnormally with code 1 at Tue Nov 15 07:32:58

这条消息基本上是在说模板实例化堆栈中::std::make_shared中的一些随机方法不能访问构造函数,因为它是受保护的。

但我真的想使用::std::make_shared和防止任何人创建这个类的对象不是由a::std::shared_ptr指向的。有什么办法可以做到吗?


当前回答

理想情况下,我认为完美的解决方案是需要添加到c++标准中。Andrew Schepler提出以下建议:

(点击这里查看整篇文章)

我们可以借用boost::iterator_core_access中的思想。我建议 一个新类std::shared_ptr_access,没有public或 受保护的成员,并指定为 Std::make_shared(args…)和Std::alloc_shared(a, args… 表达式::new(pv) T(forward(args)…)和ptr->~T()必须为 在std::shared_ptr_access上下文中格式良好。 std::shared_ptr_access的实现可能如下所示:

namespace std {
    class shared_ptr_access
    {
        template <typename _T, typename ... _Args>
        static _T* __construct(void* __pv, _Args&& ... __args)
        { return ::new(__pv) _T(forward<_Args>(__args)...); }

        template <typename _T>
        static void __destroy(_T* __ptr) { __ptr->~_T(); }

        template <typename _T, typename _A>
        friend class __shared_ptr_storage;
    };
}

使用

如果/当将上述内容添加到标准中,我们将简单地做到:

class A {
public:
   static std::shared_ptr<A> create() {
      return std::make_shared<A>();
   }

 protected:
   friend class std::shared_ptr_access;
   A() {}
   A(const A &) = delete;
   const A &operator =(const A &) = delete;
};

如果这听起来也是对标准的重要补充,请随时将您的2美分添加到链接的isocpp谷歌组中。

其他回答

我意识到这个线程是相当旧的,但我找到了一个答案,不需要继承或额外的参数到构造函数,我不能在其他地方看到。但它是不可移植的:

#include <memory>

#if defined(__cplusplus) && __cplusplus >= 201103L
#define ALLOW_MAKE_SHARED(x) friend void __gnu_cxx::new_allocator<test>::construct<test>(test*);
#elif defined(_WIN32) || defined(WIN32)
#if defined(_MSC_VER) && _MSC_VER >= 1800
#define ALLOW_MAKE_SHARED(x) friend class std::_Ref_count_obj;
#else
#error msc version does not suport c++11
#endif
#else
#error implement for platform
#endif

class test {
    test() {}
    ALLOW_MAKE_SHARED(test);
public:
    static std::shared_ptr<test> create() { return std::make_shared<test>(); }

};
int main() {
    std::shared_ptr<test> t(test::create());
}

我已经在windows和linux上进行了测试,它可能需要针对不同的平台进行调整。

问题的根源在于,如果你加为好友的函数或类对你的构造函数进行低级调用,那么它们也必须加为好友。Std::make_shared并不是真正调用构造函数的函数,因此添加为好友并没有什么区别。

class A;
typedef std::shared_ptr<A> APtr;
class A
{
    template<class T>
    friend class std::_Ref_count_obj;
public:
    APtr create()
    {
        return std::make_shared<A>();
    }
private:
    A()
    {}
};

std::_Ref_count_obj实际上是在调用你的构造函数,所以它需要是一个友函数。因为这有点晦涩,所以我使用宏

#define SHARED_PTR_DECL(T) \
class T; \
typedef std::shared_ptr<T> ##T##Ptr;

#define FRIEND_STD_MAKE_SHARED \
template<class T> \
friend class std::_Ref_count_obj;

然后你的类声明看起来相当简单。如果你愿意,你可以创建一个宏来声明ptr和类。

SHARED_PTR_DECL(B);
class B
{
    FRIEND_STD_MAKE_SHARED
public:
    BPtr create()
    {
        return std::make_shared<B>();
    }
private:
    B()
    {}
};

这实际上是一个很重要的问题。 为了使代码可维护、可移植,您需要隐藏尽可能多的实现。

typedef std::shared_ptr<A> APtr;

隐藏了你如何处理智能指针,你必须确保使用你的typedef。但是如果您总是必须使用make_shared来创建一个,这就违背了目的。

上面的示例强制使用类的代码使用智能指针构造函数,这意味着如果您切换到新的智能指针类型,您只需更改类声明,就有很大的机会完成任务。不要以为你的下一个老板或下一个项目会使用stl、boost等。

做了将近30年,我付出了巨大的时间代价、痛苦和副作用来修复多年前做错的事情。

这个解决方案怎么样,它很简单,也可以达到目标。 下面是代码片段:

#include <iostream>
#include <memory>
 
class Foo : public std::enable_shared_from_this<Foo> {
private:     //the user should not construct an instance through the constructor below.                    
    Foo(int num):num_(num) { std::cout << "Foo::Foo\n"; }
public:
    Foo(const Foo&) = delete;
    Foo(Foo&&) = default;
    Foo& operator=(const Foo&) = delete;
    Foo& operator=(Foo&&) = default;

public:
    ~Foo() { std::cout << "Foo::~Foo\n"; } 

    int DoSth(){std::cout << "hello world" << std::endl; return 0;}

    std::shared_ptr<Foo> getPtr() { return shared_from_this();}

    static std::shared_ptr<Foo> Create() {
        Foo* foo = new Foo(5);
        return std::shared_ptr<Foo>(foo);
    }

private:
    int num_;

};

int main()
{
    auto sp = Foo::Create();
    sp->DoSth();

    Foo& foo = *sp.get();
    auto sp1 = foo.getPtr();

    std::cout << sp.use_count() << std::endl;
}

这可能是最简单的解决办法。基于Mohit Aron之前的回答,并结合dlf的建议。

#include <memory>

class A
{
public:
    static std::shared_ptr<A> create()
    {
        struct make_shared_enabler : public A {};

        return std::make_shared<make_shared_enabler>();
    }

private:
    A() {}  
};

[编辑]我阅读了上面提到的标准化std::shared_ptr_access<>提案的线程。其中有一个响应,指出了对std::allocate_shared<>的修复以及它的使用示例。我已经将其调整为下面的工厂模板,并在gcc c++ 11/14/17下测试了它。它与std::enable_shared_from_this<>一起工作,所以显然比我在这个答案中的原始解决方案更可取。在这儿……

#include <iostream>
#include <memory>

class Factory final {
public:
    template<typename T, typename... A>
    static std::shared_ptr<T> make_shared(A&&... args) {
        return std::allocate_shared<T>(Alloc<T>(), std::forward<A>(args)...);
    }
private:
    template<typename T>
    struct Alloc : std::allocator<T> {
        template<typename U, typename... A>
        void construct(U* ptr, A&&... args) {
            new(ptr) U(std::forward<A>(args)...);
        }
        template<typename U>
        void destroy(U* ptr) {
            ptr->~U();
        }
    };  
};

class X final : public std::enable_shared_from_this<X> {
    friend class Factory;
private:
    X()      { std::cout << "X() addr=" << this << "\n"; }
    X(int i) { std::cout << "X(int) addr=" << this << " i=" << i << "\n"; }
    ~X()     { std::cout << "~X()\n"; }
};

int main() {
    auto p1 = Factory::make_shared<X>(42);
    auto p2 = p1->shared_from_this();
    std::cout << "p1=" << p1 << "\n"
              << "p2=" << p2 << "\n"
              << "count=" << p1.use_count() << "\n";
}

[Orig]我发现了一个解决方案使用共享指针别名构造函数。它允许ctor和dtor都是私有的,以及final说明符的使用。

#include <iostream>
#include <memory>

class Factory final {
public:
    template<typename T, typename... A>
    static std::shared_ptr<T> make_shared(A&&... args) {
        auto ptr = std::make_shared<Type<T>>(std::forward<A>(args)...);
        return std::shared_ptr<T>(ptr, &ptr->type);
    }
private:
    template<typename T>
    struct Type final {
        template<typename... A>
        Type(A&&... args) : type(std::forward<A>(args)...) { std::cout << "Type(...) addr=" << this << "\n"; }
        ~Type() { std::cout << "~Type()\n"; }
        T type;
    };
};

class X final {
    friend struct Factory::Type<X>;  // factory access
private:
    X()      { std::cout << "X() addr=" << this << "\n"; }
    X(int i) { std::cout << "X(...) addr=" << this << " i=" << i << "\n"; }
    ~X()     { std::cout << "~X()\n"; }
};

int main() {
    auto ptr1 = Factory::make_shared<X>();
    auto ptr2 = Factory::make_shared<X>(42);
}

注意,上面的方法不适用于std::enable_shared_from_this<>,因为初始std::shared_ptr<>是针对包装器的,而不是针对类型本身的。我们可以用一个与工厂兼容的等价类来解决这个问题……

#include <iostream>
#include <memory>

template<typename T>
class EnableShared {
    friend class Factory;  // factory access
public:
    std::shared_ptr<T> shared_from_this() { return weak.lock(); }
protected:
    EnableShared() = default;
    virtual ~EnableShared() = default;
    EnableShared<T>& operator=(const EnableShared<T>&) { return *this; }  // no slicing
private:
    std::weak_ptr<T> weak;
};

class Factory final {
public:
    template<typename T, typename... A>
    static std::shared_ptr<T> make_shared(A&&... args) {
        auto ptr = std::make_shared<Type<T>>(std::forward<A>(args)...);
        auto alt = std::shared_ptr<T>(ptr, &ptr->type);
        assign(std::is_base_of<EnableShared<T>, T>(), alt);
        return alt;
    }
private:
    template<typename T>
    struct Type final {
        template<typename... A>
        Type(A&&... args) : type(std::forward<A>(args)...) { std::cout << "Type(...) addr=" << this << "\n"; }
        ~Type() { std::cout << "~Type()\n"; }
        T type;
    };
    template<typename T>
    static void assign(std::true_type, const std::shared_ptr<T>& ptr) {
        ptr->weak = ptr;
    }
    template<typename T>
    static void assign(std::false_type, const std::shared_ptr<T>&) {}
};

class X final : public EnableShared<X> {
    friend struct Factory::Type<X>;  // factory access
private:
    X()      { std::cout << "X() addr=" << this << "\n"; }
    X(int i) { std::cout << "X(...) addr=" << this << " i=" << i << "\n"; }
    ~X()     { std::cout << "~X()\n"; }
};

int main() {
    auto ptr1 = Factory::make_shared<X>();
    auto ptr2 = ptr1->shared_from_this();
    std::cout << "ptr1=" << ptr1.get() << "\nptr2=" << ptr2.get() << "\n";
}

最后,有人说clang抱怨Factory::Type在作为朋友使用时是私有的,所以如果是这种情况,就把它设为公共。暴露它没有坏处。