C++ "smart pointer"自动转换为裸指针但不能显式删除的模板

Question

我在一个非常大的遗留 C++ 代码库中工作，该代码库将保持匿名。作为遗留代码库，它到处传递原始指针。但我们正逐渐尝试使其现代化，因此也有一些智能指针模板。这些智能指针(与 Boost 的 scoped_ptr 不同)具有到原始指针的隐式转换，因此您可以将其中之一传递到采用原始指针的例程中，而无需编写 .get()。这样做的一个很大的缺点是您也可能不小心在 delete 语句中使用了一个，然后就会出现双重释放错误，这真的很难追踪。

有没有办法修改模板，使它仍然具有到原始指针的隐式转换，但如果在 delete 语句中使用会导致编译错误？像这样:

#include <my_scoped_ptr>

struct A {};
extern void f(A*);

struct B
{
    scoped_ptr<A> a;

    B();
    ~B();
};

B::B()
    : a(new A)
{
    f(a); // this should compile
}

B::~B()
{
    delete a; // this should NOT compile
}

Answer 1

标准说

The operand shall have a pointer type, or a class type having a single conversion function (12.3.2) to a pointer type. If the operand has a class type, the operand is converted to a pointer type by calling the above-mentioned conversion function, and the converted operand is used in place of the original operand for the remainder of this section.

您可以 (ab)- 通过声明转换函数的 const 版本来使用重载决议的缺失。在符合标准的编译器上，足以使其不再与 delete 一起工作:

struct A {
  operator int*() { return 0; }
  operator int*() const { return 0; }
};

int main() {
  A a;
  int *p = a; // works
  delete a; // doesn't work
}

结果如下

[js@HOST2 cpp]$ clang++ main1.cpp
main1.cpp:9:3: error: ambiguous conversion of delete expression of type 'A' to a pointer
  delete a; // doesn't work
  ^      ~
main1.cpp:2:3: note: candidate function            
  operator int*() { return 0; }
  ^
main1.cpp:3:3: note: candidate function             
  operator int*() const { return 0; }
  ^
1 error generated.

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在这方面不太符合要求的编译器(EDG/Comeau、GCC)上，您可以将转换函数设为模板。 delete 不需要特定 类型，所以这会起作用:

template<typename T>
operator T*() { return /* ... */ }

但是，这有一个缺点，即您的智能指针现在可以转换为任何 指针类型。虽然实际的转换仍然是类型检查，但这并不能排除预先转换的可能性，而是会在很久以后给出编译时错误。遗憾的是，SFINAE 似乎无法使用 C++03 中的转换函数 :) 另一种方法是从其他函数返回私有(private)嵌套类型指针

struct A {
  operator int*() { return 0; }

private:
  struct nested { };
  operator nested*() { return 0; }
};

现在唯一的问题是转换为 void*，在这种情况下，两个转换函数同样可行。 @Luther 建议的解决方法是从另一个转换函数返回一个函数指针类型，它适用于 GCC 和 Comeau，并且摆脱了 void* 问题，同时没有其他问题通常的转换路径，与模板解决方案不同

struct A {
  operator int*() { return 0; }

private:
  typedef void fty();
  operator fty*() { return 0; }
};

请注意，这些解决方法仅适用于不符合规范的编译器。