c++ - 在使用移动 unique_ptr 到同一对象构造基类后，使用指向对象的原始指针初始化字段

我有一个由 Foo 拥有的对象 Owner 而没有其他人。我创建了一个继承 Derived 的 Owner 类的对象，将 unique_ptr 传递给新创建的 Foo 。 Derived 有一个 User 类的成员，它也需要使用 Foo ，但不拥有它，所以它只得到一个指向它的原始指针。

#include <memory>
#include <iostream>
using namespace std;

struct Foo {
  void talk() { cout << "foo" << endl; }
};

struct User {
  Foo *foo;
  User(Foo *_foo): foo(_foo) {};
  void use() { foo->talk(); } //potential disaster if foo's memory has changed
};

struct Owner {
  unique_ptr<Foo> foo;
  Owner(unique_ptr<Foo> _foo): foo(move(_foo)) {};
};

struct Derived : public Owner {
  User user;
  Derived(unique_ptr<Foo> _foo)
  : Owner {move(_foo)},
    user{_foo.get()}  //potential disaster: _foo has already been move()'d, can't get()!
  {};
  void use() { user.use(); };
};

int main() {
  Derived d(make_unique<Foo>());
  //do other stuff
  d.use();  //potential disaster
}

问题是在 Derived 的初始化列表中，我需要 move() Foo 将它传递给 Owner 的构造函数(它需要一个 unique_ptr<Foo> ，因为它是所有者)，并将指向 Foo 的原始指针传递给 User 。但是当 User 被初始化时，unique_ptr<Foo> 已经被移动并且 foo.get() 可能指向一个无效的位置!
确保 User 获得指向 Foo 的有效(非拥有)指针并且 Owner 仍然获得其 unique_ptr<Foo> 的好方法是什么？

最佳答案

您可以在复制指针时将工作委托(delegate)给私有(private)构造函数:

struct Derived : public Owner {
  User user;
  Derived(unique_ptr<Foo> _foo)
  : Derived(move(_foo), _foo.get())
  {};

  void use() { user.use(); };
private:
  // Implement the real logic here
  // As pointed by @Artyer in the comments, this r-value ref is required.
  // Pass by value would again introduce UB in the calling code.
  Derived(unique_ptr<Foo>&& _foo, Foo* ptr)
   : Owner {move(_foo)},
    user{ptr} {}
};

请注意，即使未指定评估顺序，Derived(move(_foo),_foo.get()) 也是安全的，因为 std::move 只是一个强制转换。
只是为了清楚起见，这不是潜在的灾难，而是确定的灾难
因为初始化列表是从左到右计算的。
9.4.4.4 [dcl.init.list] :

添加:为什么私有(private)构造函数需要通过引用传递
@Artyer 用反例发布了正确的解释，但从那时起不幸地将其删除。
有两种合理的方式来编写委托(delegate)构造函数:

Derived(unique_ptr<Foo>&& _foo, Foo* ptr) //(A)
Derived(unique_ptr<Foo> _foo, Foo* ptr) //(B) Since the move is cheap.

并假设它是这样调用的:

Derived(move(_foo), _foo.get()) //(1)
Derived{move(_foo), _foo.get()} //(2) @Artyer's idea

首先，通过添加委托(delegate)构造函数，我们实质上添加了一个排序点，在将它们分别传递给 Owner 和 User 之前，必须评估唯一指针和原始指针。
其次，函数调用的所有参数必须在函数被实际调用之前求值，() 的顺序是未指定的，{} 的顺序是从左到右(参见上面的删除段落)。
不同之处在于，如果使用 (B)，则必须在调用位置进行复制，对于 ()，可以在将 _foo.get() 分配给 ptr 参数之前进行复制。对于 {} 它总是会在之前发生。从而错误地设置了 ptr。
另一方面，如果选择 (A)，则仅将 r 值引用复制到参数中，无论使用 ptr 还是 (1)，(2) 将始终获得正确的值。

关于c++ - 在使用移动 unique_ptr 到同一对象构造基类后，使用指向对象的原始指针初始化字段，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/63379450/