概述

Boost.Pointer Container 提供了以异常安全且开销极小的方式容纳堆分配对象的容器。该库的目的是通过建立一套处理 OO 特定问题的标准类、方法和设计，使 C++ 中的 OO 编程更加容易。

• 动机
• 教程
• 参考
• 使用指南
• 示例
• 库头文件
• 常见问题
• 从 Boost v. 1.33.* 升级
• 从 Boost v. 1.34.* 升级
• 从 Boost v. 1.35.* 升级
• 从 Boost v. 1.66.* 升级
• 未来发展
• 致谢
• 参考文献

动机

每当程序员想要拥有一个指向堆分配对象的指针容器时，通常只有一种异常安全的方式：创建一个智能指针容器，如 boost::shared_ptr。如果以下情况，此方法不是最优的：

1. 存储的对象不共享，而是独占拥有，或

2. 智能指针带来的开销不合适

因此，该库提供了类似标准的容器，用于存储堆分配或克隆的对象（或在映射的情况下，映射对象必须是堆分配或克隆的对象）。对于每个标准容器，都有一个指针容器的等价物，它以异常安全的方式拥有对象。在这方面，该库旨在解决所谓的多态类问题。

指针容器的优点是

1. 异常安全的指针存储和操作。

2. 与使用指针容器相比，更方便记法。

3. 可用于既不可赋值也不可复制构造的类型。

4. 没有内存开销，而智能指针容器可能会有（参见 [11] 和 [12]）。

5. 通常比使用智能指针容器更快（参见 [11] 和 [12]）。

6. 接口略有改动，以适应指针的领域，而不是依赖于常规的基于值的接口。例如，现在可以做到pop_back()返回已移除的元素。

7. 传播 const 性，因此无法通过以下方式修改对象const_iterator.

8. 通过 Clonable 概念 内置对深拷贝语义的支持

缺点是

1. 与 boost::shared_ptr 等智能指针容器相比不够灵活

如果您需要共享语义，则此库不是您需要的。

从 Boost v. 升级1.33.*

如果您从这些 Boost 版本之一升级，那么有一个主要的接口更改：map 迭代器现在模仿自std::map。以前您可能写过

for( boost::ptr_map<std::string,T>::iterator i = m.begin(), e = m.end();
     i != e; ++i )
{
  std::cout << "key:" << i.key();
  std::cout << "value:" << *i;
  i->foo(); // call T::foo()
}

现在需要转换为

for( boost::ptr_map<std::string,T>::iterator i = m.begin(), e = m.end();
     i != e; ++i )
{
  std::cout << "key:" << i->first;
  std::cout << "value:" << *i->second;
  i->second->foo(); // call T::foo()
}

除了上述更改外，该库现在还引入了

• std::auto_ptr<T>重载

  std::auto_ptr<T> p( new T );
  container.push_back( p );
  

• 派生到基类的转换在您可以使用:

  boost::ptr_vector<Base>  vec;
  boost::ptr_list<Derived> list;
  ...
  vec.transfer( vec.begin(), list ); // now ok
  

还要注意，Boost.Assign 引入了对指针容器更好的支持。

从 Boost v. 升级1.34.*

现在，序列化已变为可选，感谢 Sebastian Ramacher。您只需包含<boost/ptr_container/serialize.hpp>或者也许只是更专业的头文件之一。

所有容器现在都支持复制构造和赋值。因此，您现在可以执行

boost::ptr_vector<Derived> derived = ...;
boost::ptr_vector<Base>    base( derived );
base = derived;

如示例所示，也允许派生到基类的转换。

添加了一些通用函数

VoidPtrContainer&       base();
const VoidPtrContainer& base() const;

这些允许直接访问包装的容器，这在您想要提供额外功能时有时是必需的。

为序列添加了一些新函数

void resize( size_type size );
void resize( size_type size, T* to_clone );

ptr_vector<T>有一些新的辅助函数，可以更好地与 C 数组集成

void transfer( iterator before, T** from, size_type size, bool delete_from = true );
T**  c_array();

最后，您现在还可以通过调用auto_type"复制"和"赋值"一个move():

boost::ptr_vector<T>::auto_type move_ptr = ...;
return boost::ptr_container::move( move_ptr );

从 Boost v. 升级1.35.*

ptr。

• 该库已经相当稳定，但已经支持了一些新容器inboost::ptr_unordered_set<T>
• <boost/ptr_container/ptr_unordered_set.hpp>inboost::ptr_unordered_map<Key,T>
• <boost/ptr_container/ptr_unordered_map.hpp>inboost::ptr_circular_buffer<T>

<boost/ptr_container/ptr_circular_buffer.hpp>这些类还没有文档，但它们几乎与, boost::ptr_set<T>andboost::ptr_map<Key,T>boost::ptr_array<T,N>

• Boost.Unordered
• 分别。底层容器源自两个 Boost 库

Boost.Circular Buffer

从 Boost v. 升级1.66.*

此外，还添加了插入迭代器。1.67.0从 Boost v. 开始std::unique_ptr，Boost.Pointer Container 将使用 Boost.Config 来有条件地提供`std::auto_ptr`接口，以支持或替代使用

compatible-smart-ptr<T>

的接口。详情请参阅兼容智能指针页面，该页面还解释了本文档中用于指示此类条件接口的约定。

对于 C++98/03 用户，此更改没有可观察到的影响。

对于 C++11/14 用户，对使用先前版本的 Boost.Pointer Container 的现有代码没有影响，但现在所有接受`std::auto_ptr`参数的函数重载都附带一个接受std::unique_ptr的重载。在返回类型的情况下，`std::auto_ptr`仍然始终使用。但请注意，直到 C++17，可以隐式构造构造从std::auto_ptr<T>。因此，用户可以自由地通过替换所有显式提及`std::auto_ptr`带有std::unique_ptr来现代化其代码。此更改略低于搜索和替换转换，因为某些代码可能依赖于`std::auto_ptr`是可复制的。但这种情况将导致编译时错误，应易于修复。

虽然`std::auto_ptr`as of ISO C++17 formally removed, certain compiler or standard library vendors have chosen to leave it in for backwards compatibility. For compilers and standard libraries where this is not the case, C++17 compilation of code using Boost.Pointer Container is not possible with Boost v.1.66.*or earlier. This situation is fixed as of Boost v.1.67.0.

未来发展

有迹象表明void*实现比T*基于的实现。此外，T*基于的实现使用类型安全的方式与算法配合使用要容易得多。因此，我预计将转向T*基于的实现。

此外，可能允许克隆分配器具有状态。此设计需要一些思考，因此如果您有好的想法和用例，请随时与我联系。

此外，Boost.Interprocess 的支持也在待办事项列表中。

有一些关于boost::ptr_multi_index_container<T,...>的请求。我研究了它的难度，发现它确实很难，但并非不可能。但我没有资源来实现这个庞然大物多年，所以如果有人真的需要这个容器，我建议他们私下与我讨论如何实现。

致谢

以下人员提供了极大的帮助

• Bjørn D. Rasmussen，他无意中激励我启动了这个库
• Pavel Vozenilek，他要求我制作适配器
• David Abrahams，感谢他的indirect_fun设计
• Pavol Droba，担任审查经理
• Ross Boylan，试用了原型
• Felipe Magno de Almeida，在他使用该库的生产代码中提供反馈，甚至在库成为 Boost 的一部分之前
• Jonathan Turnis，提供了他的move_ptr框架，该框架在内部使用
• Stefan Slapeta 和 Howard Hinnant，支持 Metrowerks
• Russell Hind，帮助实现 Borland 兼容性
• Jonathan Wakely，他在 GCC 兼容性和 bug 修复方面提供了极大的帮助
• Pavel Chikulaev，提供评论和 bug 修复
• Andreas Hommel，修复了棘手的 Metrowerks bug
• Charles Brockman，对文档提供了许多评论
• Sebastian Ramacher，实现了可选的序列化支持

参考文献