make_shared理解

本章所有内容均从C++ Primer摘录总结
1.为什么使用make_shared？

make_shared函数的主要功能是在动态内存中分配一个对象并初始化它，返回指向此对象的shared_ptr;由于是通过shared_ptr管理内存，因此一种安全分配和使用动态内存的方法。

如下为make_shared的使用:

//p1指向一个值为"9999999999"的string
shared_ptr<string> p1 = make_shared<string>(10, '9');  shared_ptr<string> p2 = make_shared<string>("hello");  shared_ptr<string> p3 = make_shared<string>();

从上述例子我们可以看出以下几点：
1）make_shared是一个模板函数；
2）make_shared模板的使用需要以“显示模板实参”的方式使用，如上题所示make_shared<string>(10, 9),如果不传递显示模板实参string类型，make_shared无法从(10, '9')两个模板参数中推断出其创建对象类型。
3）make_shared在传递参数格式是可变的，参数传递为生成类型的构造函数参数，因此在创建shared_ptr<T>对象的过程中调用了类型T的某一个构造函数。

2.make_shared模板实现
如下为make_shared的库函数实现版本：

template<typename _Tp, typename... _Args>
inline shared_ptr<_Tp>
make_shared(_Args&&... __args)
{typedef typename std::remove_const<_Tp>::type _Tp_nc;return std::allocate_shared<_Tp>(std::allocator<_Tp_nc>(),std::forward<_Args>(__args)...);
}template<typename _Tp, typename _Alloc, typename... _Args>
inline shared_ptr<_Tp>
allocate_shared(const _Alloc& __a, _Args&&... __args)
{return shared_ptr<_Tp>(_Sp_make_shared_tag(), __a,std::forward<_Args>(__args)...);
}

我们依次分析上述的关键代码

//关键行1
template<typename _Tp, typename... _Args>
inline shared_ptr<_Tp> make_shared(_Args&&... __args)  //关键行2
std::forward<_Args>(__args)...//关键行3
return shared_ptr<_Tp>(_Sp_make_shared_tag(), __a,std::forward<_Args>(__args)...);

从上述关键代码可以看出： make_shared是组合使用可变参数模板与forward（转发）机制实现将实参保持不变地传递给其他函数。如最开始的string例子 。
1）使用可变参数：是因为string有多个构造函数，且参数各不相同；

2）Args参数为右值引用(Args&&)和std::forward：是为了保持实参中类型信息的传递。这样当传递一个右值string&& 对象给make_shared时，就可以使用string的移动构造函数进行初始化。注意，两者必须结合使用，缺一不可；

此外std::forward<_Args>(__args)...是采用 包扩展形式调用的，原理如下：

shared_ptr<string> p1 = make_shared<string>(10, '9'); //扩展如下,对两个参数分别调用std::forward
return shared_ptr<string>(_Sp_make_shared_tag(), _a ,std::forward<int>(10),  std::forward<char>(c));

补充说明：
①模板参数为右值引用，采用引用折叠原理：

 1）参数为左值时，实参类型为普通的左值引用； T& &, T&& &,T& && =>T&2）参数为右值时，实参类型为右值: T&& && => T&&

② std::forward:是一个模板，通过显示模板实参来调用，调用后forward返回显示实参类型的右值引用。即，forward<T>的返回类型为T&&，在根据上述引用折叠原理即可保存参数是左值还是右值类型；比如：

int i = 0;
std::forward<int>(i), i将以int&传递
std::forward<int>(42), 42将以int&&传递

std::forward实现代码：

/**
*  @brief  Forward an lvalue.
*  @return The parameter cast to the specified type.
*
*  This function is used to implement "perfect forwarding".
*/
template<typename _Tp>
constexpr _Tp&&
forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type& __t) noexcept
{ return static_cast<_Tp&&>(__t); }/**
*  @brief  Forward an rvalue.
*  @return The parameter cast to the specified type.
*
*  This function is used to implement "perfect forwarding".
*/
template<typename _Tp>
constexpr _Tp&&
forward(typename std::remove_reference<_Tp>::type&& __t) noexcept
{static_assert(!std::is_lvalue_reference<_Tp>::value, "template argument"" substituting _Tp is an lvalue reference type");return static_cast<_Tp&&>(__t);
}

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