クラスメンバーのスマートポインターの使用

C ++ 11のクラスメンバーとしてのスマートポインターの使用法を理解できません。私はスマートポインターについて多くを読みましたが、私はどのようにunique_ptr、およびshared_ptr/またはweak_ptr一般的に機能するかを理解していると思います。わからないのは本当の使い方です。誰もunique_ptrがほとんどいつも行く方法として使うことを勧めているようです。しかし、私はこのようなものをどのように実装しますか：

class Device {
};

class Settings {
    Device *device;
public:
    Settings(Device *device) {
        this->device = device;
    }

    Device *getDevice() {
        return device;
    }
};    

int main() {
    Device *device = new Device();
    Settings settings(device);
    // ...
    Device *myDevice = settings.getDevice();
    // do something with myDevice...
}

ポインタをスマートポインタに置き換えたいとしましょう。のunique_ptrためにA は機能しないでしょうgetDevice()？だから、私が使用した時間だshared_ptrとweak_ptr？使用方法はありませんunique_ptrか？shared_ptr本当に小さなスコープでポインターを使用していない限り、ほとんどの場合、私には思えるのですが？

class Device {
};

class Settings {
    std::shared_ptr<Device> device;
public:
    Settings(std::shared_ptr<Device> device) {
        this->device = device;
    }

    std::weak_ptr<Device> getDevice() {
        return device;
    }
};

int main() {
    std::shared_ptr<Device> device(new Device());
    Settings settings(device);
    // ...
    std::weak_ptr<Device> myDevice = settings.getDevice();
    // do something with myDevice...
}

それは行く方法ですか？どうもありがとう！

のunique_ptrためにA は機能しないでしょうgetDevice()？

いいえ、必ずしもそうとは限りません。ここで重要なことは、オブジェクトの適切な所有権ポリシーを決定することです。Deviceつまり、（スマート）ポインターが指すオブジェクトの所有者になる人を決定します。

Settingsオブジェクトだけのインスタンスになるのでしょうか？ウィルDeviceオブジェクトは自動的に破棄されなければならないSettingsオブジェクトが破棄されます、またはそれは、そのオブジェクトよりも長生きする必要がありますか？

最初のケースでstd::unique_ptrは、それが必要なものですSettings。これは、ポイントされたオブジェクトの唯一の（一意の）所有者と、その破壊を担当する唯一のオブジェクトを作成するためです。

この仮定の下でgetDevice()は、単純な監視ポインタを返す必要があります（監視ポインタは、ポイントされたオブジェクトを存続させないポインタです）。最も単純な監視ポインタは、生のポインタです。

#include <memory>

class Device {
};

class Settings {
    std::unique_ptr<Device> device;
public:
    Settings(std::unique_ptr<Device> d) {
        device = std::move(d);
    }

    Device* getDevice() {
        return device.get();
    }
};

int main() {
    std::unique_ptr<Device> device(new Device());
    Settings settings(std::move(device));
    // ...
    Device *myDevice = settings.getDevice();
    // do something with myDevice...
}

[ 注1： ここで生のポインタを使用しているのはなぜでしょうか？実は、それは貴重な警告ですが、正しいコンテキストでそれを置くことが重要である：生のポインタが悪い手動メモリ管理を行うために使用された場合、すなわち割り当てと割り当て解除のオブジェクトを経由newしてdelete。参照セマンティクスを実現し、所有していない監視ポインターを渡すための純粋な手段として使用する場合、未処理ポインターには、ぶら下がりポインターを逆参照しないように注意する必要があるという事実を除いて、本質的に危険なものはありません。- END注1 ]

[ 注2： コメントで明らかになったように、所有権が一意であり、所有オブジェクトが常に存在することが保証されている（つまり、内部データメンバーdeviceが存在することは決してないnullptr）この特定のケースでは、関数getDevice()は可能性がありますポインタではなく参照を返します。これは本当ですが、私はここで生のポインタを返すことにしました。これは、できる可能性がある場合に一般化できる短い答えでdeviceありnullptr、生のポインタがそれらを使用しない限りOKであることを示すためです手動メモリ管理。- END注2 ]

もちろん、Settingsオブジェクトがデバイスの排他的な所有権を持つべきではない場合、状況は根本的に異なります。これは、たとえば、Settingsオブジェクトの破棄が、指定されたDeviceオブジェクトの破棄も同様に意味しない場合に当てはまります。

これは、プログラムの設計者であるあなただけが知ることができるものです。あなたが提供する例から、私がこれが事実であるかどうかを判断するのは難しいです。

あなたはそれを理解しやすくするために、あなたは別に、他のオブジェクトがあるかどうかを自問もSettings維持する権利を有していることDeviceだけではなく、受動的なオブザーバーであることの、長い彼らはそれへのポインタを保持するようとして生きているオブジェクトが。それは確かにそうである場合は、必要な共有の所有権政策何で、std::shared_ptrオファーを：

#include <memory>

class Device {
};

class Settings {
    std::shared_ptr<Device> device;
public:
    Settings(std::shared_ptr<Device> const& d) {
        device = d;
    }

    std::shared_ptr<Device> getDevice() {
        return device;
    }
};

int main() {
    std::shared_ptr<Device> device = std::make_shared<Device>();
    Settings settings(device);
    // ...
    std::shared_ptr<Device> myDevice = settings.getDevice();
    // do something with myDevice...
}

これweak_ptrは監視ポインタであり、所有ポインタではないことに注意してください。つまり、ポイントされたオブジェクトへの他のすべての所有ポインタがスコープ外に出た場合、ポイントされたオブジェクトは存続しません。

weak_ptr通常のrawポインタよりも優れている点weak_ptrは、ぶら下がっているかどうか（つまり、有効なオブジェクトを指しているのか、それとも最初に指し示していたオブジェクトが破棄されているのか）を安全に判別できることです。これはexpired()、weak_ptrオブジェクトのメンバー関数を呼び出すことで実行できます。

class Device {
};

class Settings {
    std::shared_ptr<Device> device;
public:
    Settings(const std::shared_ptr<Device>& device) : device(device) {

    }

    const std::shared_ptr<Device>& getDevice() {
        return device;
    }
};

int main()
{
    std::shared_ptr<Device> device(new Device());
    Settings settings(device);
    // ...
    std::shared_ptr<Device> myDevice(settings.getDevice());
    // do something with myDevice...
    return 0;
}

week_ptr参照ループにのみ使用されます。依存関係グラフは非循環有向グラフでなければなりません。共有ポインターには、2つの参照カウントがあります。1つはshared_ptrs、1つはすべてのポインター（shared_ptrおよびweak_ptr）です。すべてshared_ptrのが削除されると、ポインタが削除されます。ポインタがから必要とされている場合weak_ptr、lockそれが存在する場合は、ポインタを取得するために使用されなければなりません。