Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

…

void process();

};

Вот вполне разумно выглядящий подход к написанию Widget::process:

void Widget::process() {

… // Обработка Widget

processedWidgets.emplace_back( this); // Добавление в список

} // обработанных Widget;

// это неправильно!

Комментарий о неправильности кода относится не к использованию emplace_back, а к передаче thisв качестве аргумента. (Если вы не знакомы с emplace_back, обратитесь к разделу 8.2.) Этот код будет компилироваться, но он передает обычный указатель ( this) контейнеру указателей std::shared_ptr. Конструируемый таким образом указатель std::shared_ptrбудет создавать новый управляющий блок для указываемого Widget(т.e. для объекта *this). Это не выглядит ужасным до тех пор, пока вы не понимаете, что, если имеются указатели std::shared_ptrвне функции-члена, которые уже указывают на этот объект Widget, вам не избежать неопределенного поведения.

API std::shared_ptrвключает средство для ситуаций такого рода. Вероятно, его имя — наиболее странное среди всех имен стандартной библиотеки: std::enable_shared_from_this. Это шаблон базового класса, который вы наследуете, если хотите, чтобы класс, управляемый указателями std::shared_ptr, был способен безопасно создавать std::shared_ptrиз указателя this. В нашем примере Widgetбудет унаследован от std::enable_shared_from_thisследующим образом:

class Widget: public std::enable_shared_from{

public:

…

void process();

};

Как я уже говорил, std::enable_shared_from_thisявляется шаблоном базового класса. Его параметром типа всегда является имя производного класса, так что класс Widgetпорождается от std::enable_shared_from_this. Если идея производного класса, порожденного от базового класса, шаблонизированного производным, вызывает у вас головную боль, попытайтесь об этом не думать. Этот код совершенно законный, а соответствующий шаблон проектирования хорошо известен, имеет стандартное имя, хотя и почти такое же странное, как std::enable_shared_from_this. Это имя — Странно повторяющийся шаблон ( The Curiously Recurring Template Pattern — CRTP ). Если вы хотите узнать о нем побольше, расчехлите свой поисковик, поскольку сейчас мы возвращаемся к нашему барану по имени std::enable_shared_from_this.

Шаблон std::enable_shared_from_thisопределяет функцию-член, которая создает std::shared_ptrдля текущего объекта, но делает это, не дублируя управляющие блоки. Это функция-член shared_from_this, и вы должны использовать ее в функциях-членах тогда, когда вам нужен std::shared_ptr, который указывает на тот же объект, что и указатель this. Вот как выглядит безопасная реализация Widget::process:

void Widget::process() {

// Как и ранее, обработка Widget

…

// Добавляем std::shared_ptr, указывающий на

// текущий объект, в processedWidgets

processedWidgets.emplace_back( shared_from_this());

}

Внутри себя shared_from_thisищет управляющий блок текущего объекта и создает новый std::shared_ptr, который использует этот управляющий блок. Дизайн функции полагается на тот факт, что текущий объект имеет связанный с ним управляющий блок. Чтобы это было так, должен иметься уже существующий указатель std::shared_ptr(например, за пределами функции-члена, вызывающей shared_from_this), который указывает на текущий объект. Если такого std::shared_ptrнет (т.e. если текущий объект не имеет связанного с ним управляющего блока), результатом будет неопределенное поведение, хотя обычно shared_from_thisгенерирует исключение.

Чтобы препятствовать клиентам вызывать функции-члены, в которых используется shared_from_this, до того как на объект будет указывать указатель std::shared_ptr, классы, наследуемые от std::enable_shared_from_this, часто объявляют свои конструкторы как private и заставляют клиентов создавать объекты путем вызова фабричных функций, которые возвращают указатели std::shared_ptr. Например, класс Widgetможет выглядеть следующим образом:

class Widget: public std::enable_shared_from_this {

public:

// Фабричная функция, пересылающая

// аргументы закрытому конструктору:

template

static std::shared_ptr create(Ts&&... params);

…

void process(); // Как и ранее

…

private:

… // Конструкторы

};

В настоящее время вы можете только смутно припоминать, что наше обсуждение управляющих блоков было мотивировано желанием понять, с какими затратами связано применение std::shared_ptr. Теперь, когда мы понимаем, как избегать создания слишком большого количества управляющих блоков, вернемся к нашей первоначальной теме.