Std::unique_ptr支持数组,例如:

std::unique_ptr<int[]> p(new int[10]);

但这是必要的吗?可能使用std::vector或std::array更方便。

你觉得这个结构有什么用处吗?


当前回答

您可能使用unique_ptr的一个原因是,如果您不想支付初始化数组值的运行时成本。

std::vector<char> vec(1000000); // allocates AND value-initializes 1000000 chars

std::unique_ptr<char[]> p(new char[1000000]); // allocates storage for 1000000 chars

// C++20 version:
auto p = std::make_unique_for_overwrite<char[]>(1000000);

std::vector构造函数和std::vector::resize()将对t进行值初始化,但new和std::make_unique_for_overwrite将默认初始化它们,这对于PODs来说意味着什么都不做。

参见c++ 11中的值初始化对象和std::vector构造函数

注意,vector::reserve在这里不是一个替代方案:在std::vector::reserve之后访问原始指针是安全的吗?

这和C程序员选择malloc而不是calloc的原因是一样的。

其他回答

如果您需要一个不可复制构造的对象的动态数组,那么可以使用一个指向数组的智能指针。例如,如果您需要一个原子数组怎么办?

我遇到了一个情况,我必须使用std::unique_ptr<bool[]>,它位于HDF5库(用于高效二进制数据存储的库,在科学中使用很多)中。一些编译器(在我的例子中是Visual Studio 2015)提供std::vector<bool>的压缩(通过在每个字节中使用8个bool),这对于HDF5之类的东西来说是一个灾难,它不关心这种压缩。对于std::vector<bool>, HDF5最终会因为压缩而读取垃圾。

猜猜谁在那里进行救援,在std::vector不起作用的情况下,我需要干净地分配一个动态数组?: -)

我对公认答案的精神再怎么反对也不为过。“最后的手段”?远非如此!

在我看来,与C语言和其他类似语言相比,c++最强大的特性之一是能够表达约束,以便在编译时检查它们,并防止意外误用。因此,在设计结构时,要问问自己它应该允许哪些操作。应该禁止所有其他用途,最好能够静态地(在编译时)实现这些限制,以免误用导致编译失败。

因此,当需要一个数组时,以下问题的答案指定了它的行为: 1. 它的大小是a)在运行时动态的,还是b)静态的,但只在运行时知道,还是c)静态的,在编译时知道? 2. 数组是否可以分配到堆栈上?

根据这些答案,我认为这是这种数组的最佳数据结构:

       Dynamic     |   Runtime static   |         Static
Stack std::vector      unique_ptr<T[]>          std::array
Heap  std::vector      unique_ptr<T[]>     unique_ptr<std::array>

是的,我认为unique_ptr<std::array>也应该被考虑,这两个都不是最后的工具。想想什么最适合你的算法。

所有这些都通过指向数据数组的原始指针(vector.data() / array.data() / uniquePtr.get())与普通C api兼容。

P. S. Apart from the above considerations, there's also one of ownership: std::array and std::vector have value semantics (have native support for copying and passing by value), while unique_ptr<T[]> can only be moved (enforces single ownership). Either can be useful in different scenarios. On the contrary, plain static arrays (int[N]) and plain dynamic arrays (new int[10]) offer neither and thus should be avoided if possible - which should be possible in the vast majority of cases. If that wasn't enough, plain dynamic arrays also offer no way to query their size - extra opportunity for memory corruptions and security holes.

为了回答人们认为你“必须”使用vector而不是unique_ptr,我在GPU上的CUDA编程中有一个案例,当你在Device中分配内存时,你必须使用一个指针数组(使用cudaMalloc)。 然后,当在Host中检索该数据时,必须再次寻找指针,unique_ptr可以很容易地处理指针。 将double*转换为vector<double>的额外成本是不必要的,并且会导致性能损失。

在一些Windows Win32 API调用中可以找到一个常见的模式,其中使用std::unique_ptr<T[]>可以派上用场,例如,当你调用一些Win32 API(将在该缓冲区中写入一些数据)时,不知道输出缓冲区应该有多大:

// Buffer dynamically allocated by the caller, and filled by some Win32 API function.
// (Allocation will be made inside the 'while' loop below.)
std::unique_ptr<BYTE[]> buffer;

// Buffer length, in bytes.
// Initialize with some initial length that you expect to succeed at the first API call.
UINT32 bufferLength = /* ... */;

LONG returnCode = ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER;
while (returnCode == ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER)
{
    // Allocate buffer of specified length
    buffer.reset( BYTE[bufferLength] );
    //        
    // Or, in C++14, could use make_unique() instead, e.g.
    //
    // buffer = std::make_unique<BYTE[]>(bufferLength);
    //

    //
    // Call some Win32 API.
    //
    // If the size of the buffer (stored in 'bufferLength') is not big enough,
    // the API will return ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER, and the required size
    // in the [in, out] parameter 'bufferLength'.
    // In that case, there will be another try in the next loop iteration
    // (with the allocation of a bigger buffer).
    //
    // Else, we'll exit the while loop body, and there will be either a failure
    // different from ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER, or the call will be successful
    // and the required information will be available in the buffer.
    //
    returnCode = ::SomeApiCall(inParam1, inParam2, inParam3, 
                               &bufferLength, // size of output buffer
                               buffer.get(),  // output buffer pointer
                               &outParam1, &outParam2);
}

if (Failed(returnCode))
{
    // Handle failure, or throw exception, etc.
    ...
}

// All right!
// Do some processing with the returned information...
...