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

在这里我们看到shared_ptr在使用自定义删除器初始化时调用nullptr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，因此在删除任何其他拥有的指针时尝试删除它。尽管在未指定删除器时不会发生这种情况。

这是有意的行为吗？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。

\n\n\n\n

这非常微妙。

\n\n

Shared_ptr 可以处于两种状态：

\n\n

\n
• “empty”：默认构造或重置；不拥有所有权；get()可能会返回nullptr（尽管存在一些改变此后置条件的因素）
\n
• 非空：持有指针的所有权p；get()回报p。
\n

\n\n

shared_ptr使用空指针构造 a实际上会导致它不为空！get()回归的p意思是get()归来nullptr，但这并不会使它为空。

\n\n

由于默认删除器只是执行delete p, 和delete nullptr是无操作，因此这通常并不重要。但是，正如您所看到的，如果您提供自己的删除程序，您可以观察到这种差异。

\n\n

我不知道这是为什么。一方面，我可以看到一种防止在 nullptr 情况下调用删除器的情况，因为人们通常认为 ashared_ptr(nullptr)是“空”（尽管技术上它不是）；另一方面，如果愿意的话，我可以看到让删除者做出这个决定的情况（伴随着分支的开销）。

\n\n

您在这里包含对 null 的检查是正确的。

\n\n\n\n

一些法律术语来自[util.smartptr.shared.const]：

\n\n

\n

template<class Y, class D> shared_ptr(Y* p, D d);
\n \n \n 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);

\n\n

9) 要求： 构造和初始化d类型的删除器不得抛出异常。表达方式Dstd::move(d)d(p)应具有明确定义的行为并且不应引发异常。A 应满足 Cpp17Allocator 要求（表 34）。

\n\n

10）作用：构造一个shared_\xc2\xadptr拥有该对象p和删除器的对象d。当T不是数组类型时，第一个和第二个构造函数启用shared_\xc2\xadfrom_\xc2\xadthiswith p。第二个和第四个构造函数应使用 的副本a来分配内存供内部使用。如果抛出异常，d(p)则调用。

\n\n

11) 确保：use_\xc2\xadcount() == 1 && get() == p.

\n

\n\n

（请注意，以下情况没有豁免!p。）

\n\n

并来自[util.smartptr.shared.dest]：

\n\n

\n

~shared_ptr();

\n\n

1）效果：

\n\n

\n
• 如果*this为空或与另一个shared_\xc2\xadptr实例共享所有权 ( use_\xc2\xadcount() > 1)，则没有副作用。
\n
• 否则，如果*this拥有一个对象p和一个删除器d，d(p)则被调用。
\n
• 否则，*this拥有一个指针p，并被delete p调用。
\n

\n

\n\n

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。

\n\n\n\n

我们还可以在cppreference.com 的~shared_ptr文章中看到这一点：

\n\n

\n

与 不同，即使托管指针为空，也会调用 的std::unique_ptr删除器。std::shared_ptr

\n

\n\n

（请使用文档！）

\n