c++ - unique_ptr 的赋值运算符复制由引用存储的删除器。它是功能还是错误？

Question

想象一下当你有一个 unique_ptr 时的情况使用由引用存储的自定义删除器:

struct CountingDeleter
{
    void operator()(std::string *p) {
        ++cntr_;
        delete p;
    }

    unsigned long cntr_ = 0;
};

int main()
{
    CountingDeleter d1{}, d2{};

    {
        std::unique_ptr<std::string, CountingDeleter&>
            p1(new std::string{"first"} , d1),
            p2(new std::string{"second"}, d2);

        p1 = std::move(p2); // does d1 = d2 under cover
    }

    std::cout << "d1 " << d1.cntr_ << "\n"; // output: d1 1
    std::cout << "d2 " << d2.cntr_ << "\n"; // output: d2 0
}

令我惊讶的是，上面代码中的赋值具有复制 d2 的副作用进入d1 .我仔细检查了一下，发现此行为与 [unique.ptr.single.asgn] 中的标准中描述的一样。 :

(1) - Requires: If D is not a reference type, D shall satisfy the requirements of MoveAssignable and assignment of the deleter from an rvalue of type D shall not throw an exception. Otherwise, D is a reference type; remove_reference_t<D> shall satisfy the CopyAssignable requirements and assignment of the deleter from an lvalue of type D shall not throw an exception.

(2) - Effects: Transfers ownership from u to *this as if by calling reset(u.release()) followed by get_deleter() = std::forward<D>(u.get_deleter()).

为了获得我预期的行为(删除器引用的浅表拷贝)，我必须将删除器引用包装到 std::reference_wrapper 中:

std::unique_ptr<std::string, std::reference_wrapper<CountingDeleter>>
    p1(new std::string{"first"} , d1),
    p2(new std::string{"second"}, d2);

p1 = std::move(p2); // p1 now stores reference to d2 => no side effects!

对我来说，当前对唯一 ptr 中删除器引用的处理是违反直觉的，甚至容易出错:

1. 当您通过引用而非值存储删除器时，这主要是因为您希望共享删除器具有一些重要的唯一状态。因此，您不希望共享删除器在唯一 ptr 分配后被覆盖并且其状态丢失。

2. 预计 unique_ptr 的分配非常复杂，尤其是在删除器是引用的情况下。但取而代之的是，您得到的是删除器的拷贝，这可能(出乎意料地)昂贵。

3. 赋值后，指针绑定(bind)到原始删除器的拷贝，而不是原始删除器本身。如果删除者的身份很重要，这可能会导致一些意想不到的副作用。

4. 此外，当前的行为会阻止使用对删除器的 const 引用，因为您无法复制到 const 对象中。

IMO 最好禁止删除引用类型，只接受可移动的值类型。

所以我的问题如下(看起来像是两个问题合二为一，抱歉):

• 标准unique_ptr有什么原因吗？行为是这样的？

• 有没有人有一个很好的例子说明在 unique_ptr 中有一个引用类型删除器是有用的？而不是非引用类型(即值类型)？

Answer 1

这是一个功能。

如果你有状态删除器，那么状态很重要，并且与它将被用来删除的指针相关联。这意味着删除器状态应该在指针所有权转移时转移。

但是如果你通过引用存储删除器，这意味着你关心删除器的身份，而不仅仅是它的值(即它的状态)，并且更新 unique_ptr 不应该重新绑定(bind)引用到不同的对象。

如果您不想要这个，为什么还要通过引用存储删除器？

引用的浅拷贝是什么意思？ C++中没有这样的东西。如果您不需要引用语义，请不要使用引用。

如果你真的想这样做，那么解决方案很简单:为你的删除器定义一个不改变计数器的赋值:

CountingDeleter&
operator=(const CountingDeleter&) noexcept
{ return *this; }

或者因为您真正关心的是计数器，而不是删除器，所以将计数器放在删除器之外并且不要使用引用删除器:

struct CountingDeleter
{
    void operator()(std::string *p) {
        ++*cntr_;
        delete p;
    }

    unsigned long* cntr_;
};

unsigned long c1 = 0, c2 = 0;
CountingDeleter d1{&c1}, d2{&c2};

{
    std::unique_ptr<std::string, CountingDeleter>
        p1(new std::string{"first"} , d1),
        p2(new std::string{"second"}, d2);