C++ Boost PointerContainer智能指针详解

一、提要

在 C++11 中，Boost.PointerContainer是另一个智能指针，一般是用来生成集合数据的，本文阐述这种指针的特点和用法。

二、智能指针Boost.PointerContainer

库 Boost.PointerContainer 提供专门用于管理动态分配对象的容器。例如，在 C++11 中，您可以使用 std::vector<std::unique_ptr<int>> 创建这样的容器。但是，来自 Boost.PointerContainer 的容器可以提供一些额外的便利。

Example2.1.Usingboost::ptr_vector

#include <boost/ptr_container/ptr_vector.hpp>
#include <iostream>
int main()
{
  boost::ptr_vector<int> v;
  v.push_back(new int{1});
  v.push_back(new int{2});
  std::cout << v.back() << '\n';
}

类 boost::ptr_vector 基本上像 std::vector<std::unique_ptr<int>> 一样工作（参见示例 2.1）。但是，因为 boost::ptr_vector 知道它存储动态分配的对象，所以像 back() 这样的成员函数会返回对动态分配对象的引用，而不是指针。因此，该示例将 2 写入标准输出。

例子1.boost::ptr_set以直观正确的顺序

#include <boost/ptr_container/ptr_set.hpp>
#include <boost/ptr_container/indirect_fun.hpp>
#include <set>
#include <memory>
#include <functional>
#include <iostream>
int main()
{
  boost::ptr_set<int> s;
  s.insert(new int{2});
  s.insert(new int{1});
  std::cout << *s.begin() << '\n';
  std::set<std::unique_ptr<int>, boost::indirect_fun<std::less<int>>> v;
  v.insert(std::unique_ptr<int>(new int{2}));
  v.insert(std::unique_ptr<int>(new int{1}));
  std::cout << **v.begin() << '\n';
}

示例 1 说明了使用专用容器的另一个原因。该示例将 int 类型的动态分配变量存储在 boost::ptr_set 和 std::set 中。 std::set 与 std::unique_ptr 一起使用。

使用 boost::ptr_set，元素的顺序取决于 int 值。 std::set 比较 std::unique_ptr 类型的指针，而不是指针引用的变量。要使 std::set 根据 int 值对元素进行排序，必须告知容器如何比较元素。在示例 1 中，使用了 boost::indirect_fun（由 Boost.PointerContainer 提供）。使用 boost::indirect_fun，std::set 被告知不应该根据 std::unique_ptr 类型的指针对元素进行排序，而是根据指针所指的 int 值。这就是示例显示 1 两次的原因。

除了 boost::ptr_vector 和 boost::ptr_set 之外，还有其他容器可用于管理动态分配的对象。这些附加容器的示例包括 boost::ptr_deque、boost::ptr_list、boost::ptr_map、boost::ptr_unordered_set 和 boost::ptr_unordered_map。这些容器对应于标准库中众所周知的容器。

例子2 .来自 Boost.PointerContainer 的容器插入器

#include <boost/ptr_container/ptr_vector.hpp>
#include <boost/ptr_container/ptr_inserter.hpp>
#include <array>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
  boost::ptr_vector<int> v;
  std::array<int, 3> a{{0, 1, 2}};
  std::copy(a.begin(), a.end(), boost::ptr_container::ptr_back_inserter(v));
  std::cout << v.size() << '\n';
}

Boost.PointerContainer 为其容器提供插入器。它们在命名空间 boost::ptr_container 中定义。要访问插入器，您必须包含头文件 boost/ptr_container/ptr_inserter.hpp。

示例 2 使用函数 boost::ptr_container::ptr_back_inserter()，它创建了一个 boost::ptr_container::ptr_back_insert_iterator 类型的插入器。此插入器被传递给 std::copy() 以将数组 a 中的所有数字复制到向量 v。因为 v 是 boost::ptr_vector 类型的容器，它需要动态分配的 int 对象的地址，所以插入器使用堆上的新地址并将地址添加到容器中。

除了 boost::ptr_container::ptr_back_inserter() 之外，Boost.PointerContainer 还提供了 boost::ptr_container::ptr_front_inserter() 和 boost::ptr_container::ptr_inserter() 函数来创建相应的插入器。

三、练习

使用成员变量 name、legs 和 has_tail 创建一个包含多个动物类型对象的程序。将对象存储在 Boost.PointerContainer 的容器中。根据腿按升序对容器进行排序，并将所有元素写入标准输出。