共享指针

共享指针（Shared Pointers） 是指既健壮、又能为空指针的智能指针。共享指针沿袭了普通智能指针的所有优点，它能避免出现内存泄漏、悬挂指针，还能避免指针指向未初始化的内存。但它们还有一些其他特点，例如：

  • 共享所有权（Shared Ownership）： 引用计数支持多个共享指针，以确保它们引用的数据对象永远不被删除，前提是它们中的任意一个仍指向数据对象。
  • 自动失效（Automatic Invalidation）： 你可安全引用易变对象，无需担心出现悬挂指针。
  • 弱引用： 弱指针可中断引用循环。
  • 意向指示（Indication of Intent）： 区分拥有者（参见共享引用）和观察者，并提供不可为空的引用。

共享指针有一些值得注意的基本特性，包括：

  • 语法非常健壮
  • 非侵入式（但能反射）
  • 线程安全（视情况而定）
  • 性能佳，占用内存少

共享指针类似于共享引用，主要区别在于共享引用不可为空，因此会始终引用有效对象。在共享引用和共享指针之间进行选择时，除非需要空对象或可为空的对象，否则建议你优先选择共享引用。

声明和初始化

因为共享指针可为空，所以无论有无数据对象，都可以对它们进行初始化。以下是创建共享指针的一些示例：

    // 创建一个空白的共享指针
    TSharedPtr EmptyPointer;
    // 为新对象创建一个共享指针
    TSharedPtr NewPointer(new FMyObjectType());
    // 从共享引用创建一个共享指针
    TSharedRef NewReference(new FMyObjectType());
    TSharedPtr PointerFromReference = NewReference;
    // 创建一个线程安全的共享指针
    TSharedPtr NewThreadsafePointer = MakeShared(MyArgs);

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// 创建一个空白的共享指针 TSharedPtr<FMyObjectType> EmptyPointer; // 为新对象创建一个共享指针 TSharedPtr<FMyObjectType> NewPointer(new FMyObjectType()); // 从共享引用创建一个共享指针 TSharedRef<FMyObjectType> NewReference(new FMyObjectType()); TSharedPtr<FMyObjectType> PointerFromReference = NewReference; // 创建一个线程安全的共享指针 TSharedPtr<FMyObjectType, ESPMode::ThreadSafe> NewThreadsafePointer = MakeShared<FMyObjectType, ESPMode::ThreadSafe>(MyArgs);

在第二个示例中，NodePtr 实际上拥有新的 FMyObjectType 对象，因为没有其他共享指针引用该对象。如果 NodePtr 超出范围，并且没有其他共享指针或共享引用指向该对象，那么该对象将被销毁。

复制共享指针时，系统将向它引用的对象添加一个引用。

    // 增加任意对象ExistingSharedPointer引用的引用数。
    TSharedPtr AnotherPointer = ExistingSharedPointer;

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// 增加任意对象ExistingSharedPointer引用的引用数。 TSharedPtr<FMyObjectType> AnotherPointer = ExistingSharedPointer;

对象将持续存在，直到不再有共享指针（或共享引用）引用它为止。

你可以使用 Reset 函数、或分配一个空指针来重设共享指针，如下所示：

    PointerOne.Reset();
    PointerTwo = nullptr;
    // PointerOne和PointerTwo现在都引用nullptr。

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PointerOne.Reset(); PointerTwo = nullptr; // PointerOne和PointerTwo现在都引用nullptr。

你可以使用 MoveTemp（或 MoveTempIfPossible）函数将一个共享指针的内容转移到另一个共享指针，将原始的共享指针保留为空：

    // 将PointerOne的内容移至PointerTwo。在此之后，PointerOne将引用nullptr。
    PointerTwo = MoveTemp(PointerOne);
    // 将PointerTwo的内容移至PointerOne。在此之后，PointerTwo将引用nullptr。
    PointerOne = MoveTempIfPossible(PointerTwo);

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// 将PointerOne的内容移至PointerTwo。在此之后，PointerOne将引用nullptr。 PointerTwo = MoveTemp(PointerOne); // 将PointerTwo的内容移至PointerOne。在此之后，PointerTwo将引用nullptr。 PointerOne = MoveTempIfPossible(PointerTwo);

MoveTemp 和 MoveTempIfPossible 的唯一不同之处在于 MoveTemp 包含静态断言，强制其只能在非常量左值（lvalue）上执行。

在共享指针与共享引用之间进行转换

在共享指针与共享引用之间进行转换是一种常见的做法。共享引用隐式地转换为共享指针，并提供新的共享指针将引用有效对象的额外保证。转换由普通语法处理：

    TSharedPtr MySharedPointer = MySharedReference;

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TSharedPtr<FMyObjectType> MySharedPointer = MySharedReference;

只要共享指针引用了一个非空对象，你就可以使用 Shared Pointer 函数 ToSharedRef 从此共享指针创建一个共享引用。试图从空共享指针创建共享引用将导致程序断言。

    // 在解引用之前，请确保共享指针有效，以避免可能出现的断言。
    if (MySharedPointer.IsValid())
    {
        MySharedReference = MySharedPointer.ToSharedRef();
    }

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// 在解引用之前，请确保共享指针有效，以避免可能出现的断言。 if (MySharedPointer.IsValid()) { MySharedReference = MySharedPointer.ToSharedRef(); }

对比

你可以测试共享指针彼此间的相等性。在此情境中，相等被定义为两个共享指针引用同一对象。

    TSharedPtr NodeA, NodeB;
    if (NodeA == NodeB)
    {
        // ...
    }

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TSharedPtr<FTreeNode> NodeA, NodeB; if (NodeA == NodeB) { // ... }

IsValid 函数和 bool 运算符有助于判断共享指针是否引用了有效对象。你还可以调用 Get，查看它是否返回有效的（非空）对象指针。

    if (Node.IsValid())
    {
        // ...
    }
    if (Node)
    {
        // ...
    }
    if (Node.Get() != nullptr)
    {
        // ...
    }

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if (Node.IsValid()) { // ... } if (Node) { // ... } if (Node.Get() != nullptr) { // ... }

解引用和访问

你可以像使用普通C++指针那样解引用，调用方法和访问成员。你也可以像使用其他C++指针那样，通过调用 IsValid 函数或使用重载的 bool 运算符，在取消引用之前执行空检查。

    // 在解引用前，检查节点是否引用了一个有效对象。
    if (Node)
    {
        // 以下三行代码中的任意一行都能解引用节点，并且对它的对象调用ListChildren：
        Node->ListChildren();
        Node.Get()->ListChildren();
        (*Node).ListChildren();
    }

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// 在解引用前，检查节点是否引用了一个有效对象。 if (Node) { // 以下三行代码中的任意一行都能解引用节点，并且对它的对象调用ListChildren： Node->ListChildren(); Node.Get()->ListChildren(); (*Node).ListChildren(); }

自定义删除器

共享指针和共享引用支持对它们引用的对象使用自定义删除器。如需运行自定义删除代码，请提供lambda函数，作为创建智能指针时使用的参数，就像这样：

    void DestroyMyObjectType(FMyObjectType* ObjectAboutToBeDeleted)
    {
        // 此处添加删除代码。
    }
    // 这些函数使用自定义删除器创建指南指针。
    TSharedRef NewReference(new FMyObjectType(), [](FMyObjectType* Obj){ DestroyMyObjectType(Obj); });

    TSharedPtr NewPointer(new FMyObjectType(), [](FMyObjectType* Obj){ DestroyMyObjectType(Obj); });
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void DestroyMyObjectType(FMyObjectType* ObjectAboutToBeDeleted) { // 此处添加删除代码。 } // 这些函数使用自定义删除器创建指南指针。 TSharedRef<FMyObjectType> NewReference(new FMyObjectType(), { DestroyMyObjectType(Obj); });

TSharedPtr&lt;FMyObjectType> NewPointer(new FMyObjectType(), [](FMyObjectType* Obj){ DestroyMyObjectType(Obj); });