为什么shared_ptr<void>合法,而unique_ptr却格式<void>不正确?
Why is shared_ptr<void> legal, while unique_ptr<void> is ill-formed?
这个问题真的很适合标题:我很想知道这种差异的技术原因是什么,以及基本原理是什么?
std::shared_ptr<void> sharedToVoid; // legal;
std::unique_ptr<void> uniqueToVoid; // ill-formed;
这是因为std::shared_ptr
实现了类型擦除,而std::unique_ptr
没有。
由于std::shared_ptr
实现了类型擦除,它还支持另一个有趣的属性,即不需要删除器的类型作为类模板的模板类型参数。看看它们的声明:
template<class T,class Deleter = std::default_delete<T> >
class unique_ptr;
以Deleter
为类型参数,而
template<class T>
class shared_ptr;
没有。
那么,为什么shared_ptr
实现类型擦除?确实是这样做的,因为它必须支持引用计数,为了支持这一点,它必须从堆中分配内存,因为它无论如何都必须分配内存,所以它更进一步实现了类型擦除——这也需要堆分配。所以基本上这就是机会主义!
由于类型擦除,std::shared_ptr
能够支持两件事:
- 它可以将任何类型的对象存储为
void*
, ,但是它仍然能够通过正确地调用它们的析构函数来正确地删除。 - 删除器的类型没有作为类型参数传递给类模板,这意味着在不影响类型安全的情况下有一点自由。
好吧。以上就是std::shared_ptr
的工作原理。
现在的问题是,std::unique_ptr
可以存储对象作为 void*
吗?那么,答案是可以——只要您传递一个合适的删除器作为参数。下面就是这样一个演示:
int main()
{
auto deleter = [](void const * data ) {
int const * p = static_cast<int const*>(data);
std::cout << *p << " located at " << p << " is being deleted";
delete p;
};
std::unique_ptr<void, decltype(deleter)> p(new int(959), deleter);
} //p will be deleted here, both p ;-)
输出(在线演示):
959 located at 0x18aec20 is being deleted
你在评论中问了一个非常有趣的问题:
@Steve Jessop提出了以下解决方案,在我的例子中,我将需要一个类型擦除删除器,但这似乎也是可能的(以一些堆分配为代价)。基本上,这是否意味着实际上存在第三种类型的智能指针的利基位置:具有类型擦除的独占所有权智能指针。
我从来没有真正尝试过,但也许你可以通过使用适当的
std::function
作为unique_ptr
的删除类型来实现这一点?假设这确实有效,那么就完成了,独占所有权和类型擦除删除器。
按照这个建议,我实现了这个(虽然它没有使用std::function
,因为它似乎没有必要):
using unique_void_ptr = std::unique_ptr<void, void(*)(void const*)>;
template<typename T>
auto unique_void(T * ptr) -> unique_void_ptr
{
return unique_void_ptr(ptr, [](void const * data) {
T const * p = static_cast<T const*>(data);
std::cout << "{" << *p << "} located at [" << p << "] is being deleted.n";
delete p;
});
}
int main()
{
auto p1 = unique_void(new int(959));
auto p2 = unique_void(new double(595.5));
auto p3 = unique_void(new std::string("Hello World"));
}
输出(在线演示):
{Hello World} located at [0x2364c60] is being deleted.
{595.5} located at [0x2364c40] is being deleted.
{959} located at [0x2364c20] is being deleted.
其中一个基本原理是shared_ptr
的许多用例之一—即作为生命周期指示器或哨兵。
这在最初的boost文档中提到过:
auto register_callback(std::function<void()> closure, std::shared_ptr<void> pv)
{
auto closure_target = { closure, std::weak_ptr<void>(pv) };
...
// store the target somewhere, and later....
}
void call_closure(closure_target target)
{
// test whether target of the closure still exists
auto lock = target.sentinel.lock();
if (lock) {
// if so, call the closure
target.closure();
}
}
其中closure_target
是这样的:
struct closure_target {
std::function<void()> closure;
std::weak_ptr<void> sentinel;
};
调用者将像这样注册一个回调:
struct active_object : std::enable_shared_from_this<active_object>
{
void start() {
event_emitter_.register_callback([this] { this->on_callback(); },
shared_from_this());
}
void on_callback()
{
// this is only ever called if we still exist
}
};
因为shared_ptr<X>
总是可转换为shared_ptr<void>
, event_emitter现在可以很高兴地不知道它回调到的对象的类型。
这种安排释放了事件发射器的订阅者处理交叉情况的义务(如果回调在队列中,在active_object消失时等待被操作怎么办?),并且还意味着不需要同步取消订阅。weak_ptr<void>::lock
是同步操作
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