为什么std :: shared_ptr <void>工作

Question

我发现一些代码使用std :: shared_ptr在关机时执行任意清理。起初，我认为此代码可能无法工作，但随后尝试了以下操作：#include <memory>#include <iostream>#include <vector>class test {public:  test() {    std::cout << "Test created" << std::endl;  }  ~test() {    std::cout << "Test destroyed" << std::endl;  }};int main() {  std::cout << "At begin of main.\ncreating std::vector<std::shared_ptr<void>>"             << std::endl;  std::vector<std::shared_ptr<void>> v;  {    std::cout << "Creating test" << std::endl;    v.push_back( std::shared_ptr<test>( new test() ) );    std::cout << "Leaving scope" << std::endl;  }  std::cout << "Leaving main" << std::endl;  return 0;}该程序给出输出：At begin of main.creating std::vector<std::shared_ptr<void>>Creating testTest createdLeaving scopeLeaving mainTest destroyed我有一些关于为什么可行的想法，这与为G ++实现的std :: shared_ptrs的内部有关。由于这些对象将内部指针与计数器包装在一起，因此从std::shared_ptr<test>到std::shared_ptr<void>的转换可能不会妨碍析构函数的调用。这个假设正确吗？当然还有一个更重要的问题：这是否可以保证按标准运行，或者可能进一步更改std :: shared_ptr的内部结构，其他实现实际上会破坏此代码吗？

Answer 1

诀窍是std::shared_ptr执行类型擦除。基本上，shared_ptr创建新deleter函数时，它将在内部存储一个函数（可以将其作为构造函数的参数提供，但如果不存在，则默认为call delete）。当shared_ptr销毁时，它将调用该存储的函数，然后将调用deleter。

可以使用std :: function简化类型擦除的简单草图，并避免所有引用计数和其他问题在此处显示：

template <typename T>

void delete_deleter( void * p ) {

   delete static_cast<T*>(p);

}

template <typename T>

class my_unique_ptr {

  std::function< void (void*) > deleter;

  T * p;

  template <typename U>

  my_unique_ptr( U * p, std::function< void(void*) > deleter = &delete_deleter<U> ) 

     : p(p), deleter(deleter) 

  {}

  ~my_unique_ptr() {

     deleter( p );   

  }

};

int main() {

   my_unique_ptr<void> p( new double ); // deleter == &delete_deleter<double>

}

// ~my_unique_ptr calls delete_deleter<double>(p)

当shared_ptr从另一个复制（或默认构造）一个a时，删除器会被传递，因此当您shared_ptr<T>从构造a 时shared_ptr<U>，有关要调用的析构函数的信息也会被传递deleter。

Answer 2

shared_ptr<T> 逻辑上[*]具有（至少）两个相关的数据成员：

指向被管理对象的指针

指向将用于销毁它的删除函数的指针。

您的删除器功能shared_ptr<Test>给你构建的方式，是正常的一个Test，该指针转换为Test*和delete这样。

当您将推shared_ptr<Test>入的向量时，尽管第一个转换为shared_ptr<void>，这两个都将被复制void*。

因此，当向量元素在使用最后一个引用被破坏时，它将指针传递给正确删除它的删除器。

实际上，这要复杂一些，因为shared_ptr可以使用删除器函子而不是函数，因此甚至可能存储每个对象的数据，而不仅仅是函数指针。但是对于这种情况，没有这样的额外数据，仅存储指向模板函数实例化的指针就足够了，该模板参数具有捕获必须删除指针的类型的模板参数。

[*]从逻辑上讲，它可以访问它们-它们可能不是shared_ptr本身的成员，而是它指向的某些管理节点。

Answer 3

shared_ptr<T>(Y *p)实际上，构造函数似乎正在调用shared_ptr<T>(Y *p, D d)where d是为对象自动生成的删除器。

发生这种情况时，对象的类型Y是已知的，因此该shared_ptr对象的删除器知道要调用哪个析构函数，并且当指针存储在向量中时，此信息也不会丢失shared_ptr<void>。

的确，规范要求接收shared_ptr<T>对象接受shared_ptr<U>对象必须为true并且U*必须隐式转换为a T*，这确实是这种情况，T=void因为任何指针都可以void*隐式转换为指针。没有任何关于删除器的说明，因为删除器将是无效的，因此确实规范要求它可以正常工作。

从技术上讲，IIRC a shared_ptr<T>包含指向包含参考计数器的隐藏对象的指针和指向实际对象的指针；通过将删除器存储在此隐藏结构中，可以使此看似魔术的功能正常工作，同时仍保持shared_ptr<T>与常规指针一样大的大小（但是，取消引用指针需要双重定向）

shared_ptr -> hidden_refcounted_object -> real_object