Tip of the Week 123 absl::optional和std::unique_ptr

如何存储值？

此贴士讨论了集中存储值得方法。此处我们使用类成员变量作为示例，但是以下的许多同样也适用于局部变量。

#include <memory>
#include "third_party/absl/types/optional.h"
#include ".../bar.h"

class Foo {
  ...
 private:
  Bar val_;
  absl::optional<Bar> opt_;
  std::unique_ptr<Bar> ptr_;
};

作为一个纯对象

这是最简单的方法，val_分别在Foo的构造函数的开头和Foo析构函数的末尾被构造和销毁。如果Bar有一个默认的构造函数，那么它甚至不需要显式初始化。

val_使用起来非常安全，因为它的值不能为null。这小出了一类潜在的错误。

但是bar对象不是很灵活：

val_的生命周期基本与它的父Foo对象的生命周期相关，这有时并不是想要的。如果Bar支持移动或交换操作，那么能够通过这些操作替换val_的内容，然而对val_的任何现有的指针或引用继续指向或引用相同的val_对象（作为容器），而不是存储在其中的值。
需要传递给Bar的构造函数的任何参数都需要在Foo的构造函数的初始化列表中进行计算，如果涉及复杂的表达式，这可能是困难的。

作为absl::optional

纯对象的简单性和std::unique_ptr的灵活性。对象存储在Foo中，但与纯对象不同，absl::optional可以为空。它可以随时通过赋值（opt_=）或通过在适当位置构造对象来输入。

因为是内联存储的，所以在栈上分配大对象的常见警告同样适用。另外请注意，空absl::optional使用的内存和输入的内存一样多。

与纯对象相比，absl::optional有一些缺点：

对于读者来说，对象的构造和析构的地方都不明显
对访问不存在对象的风险

作为std::unique_ptr

这是最灵活的方法。对象存储在Foo外，就像absl::optional一样，std::unique_ptr能够为空。然而，不像absl::optional，它可以将对象的所有权转移给其他对象（通过移动操作），从其他对象获取对象的所有权（通过构造函数或者赋值函数），或者假定对某个对象的原生指针的所有权（在构造或通过ptr_=absl::WrapUnique(...)），参见TotW126

当std::unique_ptr作为null时，它没有分配对象，只消耗指针1的大小。

如果对象可能需要超出std::unique_ptr的作用域（所有权转移），那么std::unique_ptr中包装对象时必须的。

这种灵活性伴随着一些成本：

增加读者的认知负担：
- 不容易知道里面存储了什么（Bar，或从Bar派生的）。然而，它同样也减少认知负担，因为读者只聚集于所持有的基本接口
- 在对象构造或析构的地方，它甚至比absl::optional更不明显，因为对象的所有权可以转移
与absl::optional一样，有访问不存在对象的风险——著名的空指针解引用
指针引用了额外的间接层，那么需要进行对分配，并且对CPU缓存不友好；重要与否依赖于特定的用例
std::unique_ptr即便是不可复制的。这依然可以放置Foo可复制