Ich werde diese Frage (2 Jahre später) mit einer sehr vereinfachten Implementierung von shared_ptr beantworten, die der Benutzer verstehen wird.
Zuerst gehe ich zu einigen Nebenklassen, shared_ptr_base, sp_counted_base sp_counted_impl und checked_deleter, von denen die letzte eine Vorlage ist.
class sp_counted_base
{
public:
sp_counted_base() : refCount( 1 )
{
}
virtual ~sp_deleter_base() {};
virtual void destruct() = 0;
void incref(); // increases reference count
void decref(); // decreases refCount atomically and calls destruct if it hits zero
private:
long refCount; // in a real implementation use an atomic int
};
template< typename T > class sp_counted_impl : public sp_counted_base
{
public:
typedef function< void( T* ) > func_type;
void destruct()
{
func(ptr); // or is it (*func)(ptr); ?
delete this; // self-destructs after destroying its pointer
}
template< typename F >
sp_counted_impl( T* t, F f ) :
ptr( t ), func( f )
private:
T* ptr;
func_type func;
};
template< typename T > struct checked_deleter
{
public:
template< typename T > operator()( T* t )
{
size_t z = sizeof( T );
delete t;
}
};
class shared_ptr_base
{
private:
sp_counted_base * counter;
protected:
shared_ptr_base() : counter( 0 ) {}
explicit shared_ptr_base( sp_counter_base * c ) : counter( c ) {}
~shared_ptr_base()
{
if( counter )
counter->decref();
}
shared_ptr_base( shared_ptr_base const& other )
: counter( other.counter )
{
if( counter )
counter->addref();
}
shared_ptr_base& operator=( shared_ptr_base& const other )
{
shared_ptr_base temp( other );
std::swap( counter, temp.counter );
}
// other methods such as reset
};
Jetzt werde ich zwei "freie" Funktionen namens make_sp_counted_impl erstellen, die einen Zeiger auf eine neu erstellte zurückgeben.
template< typename T, typename F >
sp_counted_impl<T> * make_sp_counted_impl( T* ptr, F func )
{
try
{
return new sp_counted_impl( ptr, func );
}
catch( ... ) // in case the new above fails
{
func( ptr ); // we have to clean up the pointer now and rethrow
throw;
}
}
template< typename T >
sp_counted_impl<T> * make_sp_counted_impl( T* ptr )
{
return make_sp_counted_impl( ptr, checked_deleter<T>() );
}
Ok, diese beiden Funktionen sind wichtig für das, was als nächstes passiert, wenn Sie einen shared_ptr über eine Vorlagenfunktion erstellen.
template< typename T >
class shared_ptr : public shared_ptr_base
{
public:
template < typename U >
explicit shared_ptr( U * ptr ) :
shared_ptr_base( make_sp_counted_impl( ptr ) )
{
}
// implement the rest of shared_ptr, e.g. operator*, operator->
};
Beachten Sie, was oben passiert, wenn T nichtig ist und U Ihre "Test" -Klasse ist. Es wird make_sp_counted_impl () mit einem Zeiger auf U und nicht mit einem Zeiger auf T aufgerufen. Die Verwaltung der Zerstörung erfolgt hier. Die Klasse shared_ptr_base verwaltet die Referenzzählung in Bezug auf Kopieren und Zuweisen usw. Die Klasse shared_ptr selbst verwaltet die typsichere Verwendung von Operatorüberladungen (->, * usw.).
Obwohl Sie ein shared_ptr zum Leeren haben, verwalten Sie darunter einen Zeiger des Typs, den Sie an new übergeben haben. Beachten Sie, dass wenn Sie Ihren Zeiger in eine Leere * konvertieren, bevor Sie ihn in shared_ptr einfügen, er nicht auf dem checked_delete kompiliert werden kann, sodass Sie auch dort tatsächlich sicher sind.