访问者模式适用于 shared_ptr 还是原始指针？

Question

我正在开发一个小型编译器。现在我有一个层次系统来表达抽象语法树（AST）。

class Ast{
public:
    // ...
}

class Expr : public Ast{
public:
    // ...
}

using ExprNode = shared_ptr<Expr>;

class BinaryOp : public Expr{
public:
    ExprNode lhs;
    ExprNode rhs;
}

Ast层次系统中的所有类都使用 shared_ptr 来管理它们的成员（如果需要），例如，BinaryOp持有两个成员来表示其操作数。

我想在树上应用访问者模式来为 AST 生成 IR 代码。我的问题是，访问者应该接受原始指针作为参数，还是接受 shared_ptr 作为参数，这可能会导入shared_from_this（考虑利弊）？如果需要 shared_ptr，我应该使用按值传递还是按引用传递？

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原始指针

class AstVisitor{
public:
   virtual Ast* visit(Ast* ast);
   virtual Ast* visitBinaryOp(BinaryOp* binary){
      visit(binary->lhs.get());
      visit(binary->rhs.get());
      // ...
   }
}

class Ast{
public:
    virtual Ast* accept(AstVisitor& visitor);
}

class BinaryOp:{
public:
    virtual Ast* accept(AstVisitor& visitor) override{
        return visitor.visitBinaryOp(this);
    }
}

shared_ptr

using AstNode = shared_ptr<Ast>;
using BinaryOpNode = shared_ptr<BinaryOp>;
class AstVisitor{
public:
   virtual AstNode visit(AstNode ast);
   virtual AstNode visitBinaryOp(BinaryOpNode binary){
      visit(binary->lhs);
      visit(binary->rhs);
      // ...
   }
}

class Ast : public enable_shared_from_this<Ast>{
public:
    virtual AstNode accept(AstVisitor& visitor);
}

class BinaryOp:{
public:
    virtual AstNode accept(AstVisitor& visitor) override{
        return visitor.visitBinaryOp(static_pointer_cast<BinaryOp>(shared_from_this()));
    }
}

Answer 1

我认为B. Stroustrup 和 H. Sutter 编辑的C++ Core Guidelines将有助于解决这个问题。请注意本指南：

R.30：将智能指针作为参数仅用于显式表达生命周期语义

原因如果函数只需要小部件本身，则接受指向小部件的智能指针是错误的。它应该能够接受任何小部件对象，而不仅仅是那些生命周期由特定类型的智能指针管理的小部件对象。不操作生命周期的函数应该使用原始指针或引用。

例如，在您的BinaryOp班级中，使用 管理子节点shared_ptr是一种很好的做法。每个节点都有它的父节点作为所有者，这些节点shared_ptr通过 RAII 语义使子树保持活动状态。（std::unique_ptr更可取，因为每个节点都有一个父节点，它是一个所有者。）

OTOH，因为你visit和visitBinaryOp似乎分别只需要Ast和BinaryOp他们自己，在这种情况下接受一个原始指针（或引用，如果可能的话）会更可取。