C语言的out_ptr和inout_ptr如何同时处理输入输出？

c++23新增了一些智能指针适配器，用来扩展和简化智能指针的使用。 这次主要介绍的是std::out_ptr和std::inout_ptr。这两个适配器用法和实现都很简单，但网上的文档都比较抱歉，还缺少一些比较重要的部分，因此单开一篇文章记录一下。 out_ptr 首先从功能最简单的out_ptr讲起。 std::out_ptr其实是一个函数，返回一个类型为std::out_ptr_t的智能指针适配器，函数签名如下： #include <memory> template< class Pointer = void, class Smart, class... Args > auto out_ptr( Smart& s, Args&&... args ); 这个函数主要是把各种智能指针包装成output parameter，以方便现有的接口使用，尤其是一些用c语言写的函数。 在继续之前我们先来复习一下output parameter是什么。这东西又叫传出参数，一次就是函数会把一部分数据写进自己的参数里返回给调用者。 通过参数返回是因为c语言和c++11之前的c++不支持多值返回也没有类似tuple这样方便的数据结构，导致函数无法直接返回两个以上的值，所以需要用一种额外的传递数据的方式。 比如我在以前的博客中提到的hsearch：int hsearch_r(ENTRY item, ACTION action, ENTRY **retval, struct hsearch_data *htab)。这个函数用来在哈希表里创建或者查找数据，查找失败的时候会返回错误码，而查找成功的时候函数返回0并把找到的数据设置给retval。这个retval就是output parameter，承载了函数除了错误码之外的返回数据。 c++里现在很少用指针类型作为output parameter了，但还有更本地化的做法——引用：int func(const char *name, Data &retval)。 这类函数有几个特点： 不在乎output parameter里有什么值 函数调用期间完全享有output parameter和其资源的所有权 函数返回后output parameter通常被设置为新值 在c++提倡少用裸指针的今天，我们越来越习惯使用shared_ptr和unique_ptr，但不管哪种智能指针都很难直接适配上面这些函数，看个例子就明白了： int get_data(const std::string &name, Data **retval) { if (!check_name(name)) { return ErrCheckFailed; } *retval = make_data(name); return 0; } // 使用裸指针 Data *data_ptr = nullptr; if (auto err = get_data("name", &data_ptr); err != 0) { 错误处理 } else { 这里可以使用data_ptr } 使用裸指针的时候代码比较简单，我们再来看看使用智能指针的时候： std::unique_ptr<Data> resource; Data *data_ptr = nullptr; if (auto err = get_data("name", &data_ptr); err != 0) { 错误处理 } else { resource.reset(data_ptr); 这里可以使用resource } 代码会变得啰嗦，而且如果我们忘记了调用reset，那么资源就可能泄漏了；还有最重要的一点，我们主动使用了裸指针，而这正是我们想避免的。 这时候就需要out_ptr了。out_ptr生成的适配器会先放弃智能指针持有资源的所有权并将旧资源释放，因为如前面所说我们要调用的函数会接管资源的所有权，接着构造出的std::out_ptr_t有自动的类型转换方法，可以把智能指针转换成我们需要的T**交给函数使用，最后在函数调用结束之后再把新的资源设置回智能指针。