c++ - std::shared_ptr 在空指针上调用非默认删除器

Question

看这个例子:

#include <iostream>
#include <memory>

class Foo {
public:
    Foo()  { std::cout << "Foo()\n";  }
    ~Foo() { std::cout << "~Foo()\n"; }
};

int main(){
    auto deleter = [](Foo* p) {
        if(!p) { std::cout << "Calling deleter on nullptr\n"; }
        delete p;
    };

    std::shared_ptr<Foo> foo;
    std::cout << "\nWith non-null Foo:\n";
    foo = std::shared_ptr<Foo>(new Foo, deleter);
    std::cout << "foo is " << (foo ? "not ":"") << "null\n";
    std::cout << "use count=" << foo.use_count() << '\n';
    foo.reset();

    std::cout << "\nWith nullptr and deleter:\n";
    foo = std::shared_ptr<Foo>(nullptr, deleter);
    std::cout << "foo is " << (foo ? "not ":"") << "null\n";
    std::cout << "use count=" << foo.use_count() << '\n';
    foo.reset();

    std::cout << "\nWith nullptr, without deleter:\n";
    foo = std::shared_ptr<Foo>(nullptr);
    std::cout << "foo is " << (foo ? "not ":"") << "null\n";
    std::cout << "use count=" << foo.use_count() << '\n';
    foo.reset();
}

输出是:

With non-null Foo:
Foo()
foo is not null
use count=1
~Foo()

With nullptr and deleter:
foo is null
use count=1
Calling deleter on nullptr

With nullptr, without deleter:
foo is null
use count=0

这里我们看到 shared_ptr 在使用 nullptr 和自定义删除器初始化时调用包含的删除器。看起来，当使用自定义删除器初始化时，shared_ptr 认为它“拥有”nullptr，因此在它会删除任何其他拥有的指针时尝试删除它。尽管没有指定删除器时不会发生这种情况。

这是有意为之的行为吗？如果是这样，这种行为背后的原因是什么？

Answer 1

tl;dr:是的，这是有意的。

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这很微妙。

shared_ptr 可以处于两种状态:

• “空”:默认构造或重置；没有所有权； get()可能会返回 nullptr (虽然 some ctors exist which change this postcondition )
• 非空:拥有指针的所有权 p ; get()返回 p .

构建 shared_ptr使用空指针实际上会导致它不为空! get()返回 p表示 get()返回 nullptr ，但这并不会使它变空。

因为默认删除器只执行 delete p , 和 delete nullptr是空操作，这通常无关紧要。但是，如您所见，如果您提供自己的删除器，则可以观察到这种差异。

我不确切地知道为什么这是。一方面，我可以看到在 nullptr 情况下阻止调用删除器的情况，因为人们通常认为是 shared_ptr(nullptr)。是“空的”(即使它在技术上不是)；另一方面，如果删除者愿意，我可以看到让删除者做出这个决定(伴随着分支的开销)的情况。

您在此处检查 null 是正确的。

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一些法律术语来自 [util.smartptr.shared.const] :

template<class Y, class D> shared_ptr(Y* p, D d);
template<class Y, class D, class A> shared_ptr(Y* p, D d, A a);
template<class D> shared_ptr(nullptr_t p, D d);
template<class D, class A> shared_ptr(nullptr_t p, D d, A a);

9) Requires: Construction of d and a deleter of type D initialized with std::move(d) shall not throw exceptions. The expression d(p) shall have well-defined behavior and shall not throw exceptions. A shall satisfy the Cpp17Allocator requirements (Table 34).

10) Effects: Constructs a shared_­ptr object that owns the object p and the deleter d. When T is not an array type, the first and second constructors enable shared_­from_­this with p. The second and fourth constructors shall use a copy of a to allocate memory for internal use. If an exception is thrown, d(p) is called.

11) Ensures: use_­count() == 1 && get() == p.

(注意 !p 的情况没有豁免。)

来自[util.smartptr.shared.dest] :

~shared_ptr();

1) Effects:

• If *this is empty or shares ownership with another shared_­ptr instance (use_­count() > 1), there are no side effects.
• Otherwise, if *this owns an object p and a deleter d, d(p) is called.
• Otherwise, *this owns a pointer p, and delete p is called.

旁注:我认为上述段落中短语“拥有一个对象”和“拥有一个指针”之间的混淆是一个编辑问题。

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我们还可以在 cppreference.com's ~shared_ptr article 上看到这个记录:

Unlike std::unique_ptr, the deleter of std::shared_ptr is invoked even if the managed pointer is null.

(请使用文档!)