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

医生:这是穷人的性病。

让我们把std::unique_ptr<T[]>看作一个容器。实际上,由于缺少size字段,不能直接作为容器使用,它在标准库中可用的容器的“参数空间”中占据了一个点,而这个点不被其他合适的容器共享——即使在混合中添加Boost也不行。

如果你看看我对广泛可用的类向量/连续容器的比较,并寻找与std::unique_ptr相同的特性:

堆上的分配 容量在编译时不固定 在建造后不能改变容量(没有完全清理集装箱)

你会发现除了std::dynarray,没有其他容器提供所有这些;但它实际上不在标准库中——它本应被纳入c++ 14,但最终被拒绝了。

我不仅仅是在猜测。甚至在《SO》中,人们也偶尔这样描述事物;参见@KerrekSB 2013年对这个问题的回答。

其他回答

允许和使用std::unique_ptr<T[]>的另一个原因是,到目前为止还没有在响应中提到:它允许向前声明数组元素类型。

当您希望最小化头文件中的链式#include语句(以优化构建性能)时,这非常有用。

例如:

myclass.h:

class ALargeAndComplicatedClassWithLotsOfDependencies;

class MyClass {
   ...
private:
   std::unique_ptr<ALargeAndComplicatedClassWithLotsOfDependencies[]> m_InternalArray;
};

myclass.cpp:

#include "myclass.h"
#include "ALargeAndComplicatedClassWithLotsOfDependencies.h"

// MyClass implementation goes here

使用上面的代码结构,任何人都可以#include " MyClass .h"并使用MyClass,而不必包括MyClass::m_InternalArray所要求的内部实现依赖。

如果m_InternalArray被声明为std::array< alargeandcomplatedclasswithlotsofdependencies >,或者std::vector<…> -结果将尝试使用不完整的类型,这是一个编译时错误。

Scott Meyers在《Effective Modern c++》中这样说

对于数组来说,是否存在std::unique_ptr应该只对你的智力感兴趣,因为std::array, Std::vector, Std::string实际上总是比原始数组更好的数据结构选择。关于我能想到的唯一情况,当std::unique_ptr<T[]>有意义时,当你使用一个类似c的API,返回一个原始指针指向你假定拥有的堆数组时。

我认为Charles Salvia的答案是相关的:std::unique_ptr<T[]>是初始化一个在编译时不知道大小的空数组的唯一方法。对于使用std::unique_ptr<T[]>的动机,Scott Meyers会说些什么呢?

I have used unique_ptr<char[]> to implement a preallocated memory pools used in a game engine. The idea is to provide preallocated memory pools used instead of dynamic allocations for returning collision requests results and other stuff like particle physics without having to allocate / free memory at each frame. It's pretty convenient for this kind of scenarios where you need memory pools to allocate objects with limited life time (typically one, 2 or 3 frames) that do not require destruction logic (only memory deallocation).

这里有权衡,您可以选择与您想要的匹配的解决方案。我能想到的是:

初始大小

vector和unique_ptr<T[]>允许在运行时指定大小 数组只允许在编译时指定大小

调整

array和unique_ptr<T[]>不允许调整大小 向量是

存储

vector和unique_ptr<T[]>将数据存储在对象之外(通常在堆上) 数组将数据直接存储在对象中

复制

数组和向量允许复制 unique_ptr<T[]>不允许复制

交换/移动

vector和unique_ptr<T[]>有O(1)次交换和移动操作 数组有O(n)次交换和移动操作,其中n是数组中元素的数量

指针/引用/迭代器失效

array ensures pointers, references and iterators will never be invalidated while the object is live, even on swap() unique_ptr<T[]> has no iterators; pointers and references are only invalidated by swap() while the object is live. (After swapping, pointers point into to the array that you swapped with, so they're still "valid" in that sense.) vector may invalidate pointers, references and iterators on any reallocation (and provides some guarantees that reallocation can only happen on certain operations).

概念和算法的兼容性

array和vector都是容器 unique_ptr<T[]>不是容器

我不得不承认,对于基于策略的设计来说,这似乎是一个重构的机会。

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。