Стандартная практика для создания «вектора ссылок» Использование только стандартных библиотек

Я хотел бы создать объект, поместить объект в вектор и при этом иметь возможность изменять тот же объект, получая доступ только к вектору. Тем не менее, я понимаю, что когда объект push_back() в вектор, объект фактически копируется в вектор. В результате доступ к объекту в векторе будет просто обращаться к похожему, но другому объекту.

Я почти уверен, что это не то, что вы хотите или «должны» хотеть. Простите мне, что открываю мой ответ, но если у вас нет веских причин для этого, вы, вероятно, не хотите этого делать.

Для этого — вектор со ссылками — чтобы вы работали должен гарантировать, что ссылочные объекты не будут перемещены или разрушены, пока вы держите ссылки на них. Если они есть в векторе, убедитесь, что вектор не изменен. Если они есть в стеке, как в вашем примере, то не позволяйте вектору ссылок или его копии покинуть этот стек. Если вы хотите хранить их в каком-то контейнере, используйте std::list (это итераторы — в основном указатели — не становятся недействительными при вставке или удалении элементов).

Вы уже заметили, что у вас не может быть вектора «реальных» ссылок. Поэтому причина в том, что ссылки не могут быть назначены. Рассмотрим следующий код:

int a = 42;
int b = 21;
int & x = a; // initialisation only way to bind to something
int & y = b;
x = y;
b = 0;

После этого значение, которое вы получаете от x будет 21, потому что назначение не изменило ссылку (быть связанным с b) но указанный объект, a, Но std::vector явно требует этот.

Теперь вы можете установить и написать обертку вокруг указателя, как …

template<typename T>
struct my_ref {
T * target;
// don't let one construct a my_ref without valid object to reference to
my_ref(T & t) : target(&t) {}
// implicit conversion into an real reference
operator T &(void) {
return *target;
}
// default assignment works as expected with pointers
my_ref & operator=(my_ref const &) = default;
// a moved from reference doesn't make sense, it would be invalid
my_ref & operator=(my_ref &&) = delete;
my_ref(my_ref &&) = delete;
// ...
};

… но это довольно бессмысленно, так как std::reference_wrapper уже обеспечивает именно это:

int main (int, char**) {
int object = 21; // half of the answer
vector<reference_wrapper<int>> v;
v.push_back(object);
v[0].get() = 42; // assignment needs explicit conversion of lhs to a real reference
cout << "the answer is " << object << endl;
return 0;
}

(Пример живи здесь)

Теперь можно поспорить, зачем использовать обёртку вокруг указателя типа std::reference_wrapper когда можно также напрямую использовать указатель. ИМО указатель, имеющий возможность быть nullptr, изменяет семантику кода: если у вас есть необработанный указатель, он мог быть недействительным Конечно, вы можете просто предположить, что это не так, или указать это где-нибудь в комментариях, но в конце концов вы полагаетесь на то, что не гарантировано кодом (и это обычно приводит к ошибкам).

Если элемент вашего вектора может «ссылаться» на объект или быть недействительным, тогда все еще необработанные указатели не являются первым выбором (для меня): когда вы используете элемент из вашего вектора, который является действительным, тогда объект, на который он ссылается, фактически ссылки из нескольких мест в вашем коде; это общее. «Основная» ссылка на объект должна быть std::shared_ptr и элементы вашего вектора std::weak_ptrs. Затем вы можете (потокобезопасно) получить действительную «ссылку» (общий указатель), когда вам нужно, и отбросить ее, когда закончите:

auto object = make_shared<int>(42);
vector<weak_ptr<int>> v;
v.push_back (object);

// ... somewhere later, potentially on a different thread
if (auto ref = v[0].lock()) {
// noone "steals" the object now while it's used here
}
// let them do what they want with the object, we're done with it ...

Наконец, пожалуйста, примите мой ответ с небольшим количеством соли, большая часть которого основана на моем мнении (и опыте) и может не считаться «стандартной практикой».