为什么 std::unique_ptr 没有像 std::shared_ptr 那样的别名构造函数？

Question

我刚刚发现std::shared_ptr 的“别名构造函数”，发现自己在问“为什么 std::unique_ptr 没有对应的？

也就是说，如果你想分配一个Foo 以便你可以将它的Bar 成员传递给一个应该完全管理Foo 生命周期的函数，那么能够这样做？

#include <memory>

struct B {}
struct A {
  B b;
}

void f(std::unique_ptr<B> b);

std::unique_ptr<A> a = std::make_unique<A>();
std::unique_ptr<B> b { std::move(a), &(a->b) };  // a now invalid.
f(std::move(b));  // f now responsible for deleting the A.

这适用于 std::shared_ptr (http://ideone.com/pDK1bc)

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

struct B {
  std::string s;
};
struct A {
  B b;
  A(std::string s) : b{s} {};
  ~A() { std::cout << "A deleted." << std::endl; }
};

void f(std::shared_ptr<B> b) {
  std::cout << "in f, b->s = " << b->s << " (use_count=" << b.use_count() << ")" << std::endl;
}

int main() {
  std::shared_ptr<A> a = std::make_shared<A>("hello");
  std::shared_ptr<B> b { a, &(a->b) };
  a.reset();  // a now invalid.
  std::cout << "before f, b->s = " << b->s << " (use_count=" << b.use_count() << ")" << std::endl;
  f(std::move(b));  // f now responsible for deleting the A.
  std::cout << "after f" << std::endl;
  return 0;
}

输出预期

before f, b->s = hello (use_count=1)
in f, b->s = hello (use_count=1)
A deleted.
after f

不包括这样的东西有合理的理由吗？和/或，用unique_ptr<B> 模拟它并使用删除A 的自定义删除器来模拟它是不是一个坏主意？

Answer 1

我认为“问题”在于，与std::shared_ptr 不同，std::unique_ptr 的删除器没有被类型擦除。 std::unique_ptr<T> 的默认删除器（大小为零，编码到类型本身作为几乎不可见的默认类型参数）就是 [](T * p){ delete p; }。但是很明显，通过std::make_unique<B> 创建的std::unique_ptr<B> 和通过指向A 对象的B 成员创建的A 不能具有相同的删除器。后一种情况的删除器必须做一些指针运算来获取原始的A * 指针。如果两个删除器都存储一个偏移量或指向原始对象的内部指针，那么这两个删除器只能具有相同的类型。这将不再具有零大小。与手动执行 new 和 delete 相比，std::unique_ptr 的设计开销为零，这是一件好事。我没有看到使用您自己的存储附加指针的删除器有任何直接的缺点，尽管我仍然必须遇到一个我觉得这很有用的用例。

Answer 2

shared_ptr 有引用计数开销。在它的引用计数块中，它还存储了一个显式删除器（因为如果你在堆上存储，还有几个字节呢？）

这也是为什么基类型的shared_ptr 可以记住删除没有虚拟 dtor 的派生类型。

另一方面，unique_ptr 将其删除器存储在实例中，并且默认删除器是无状态的——使用了 0 个字节。这使得unique_ptr 在内存使用方面比原始指针零开销。

无状态删除器无法记住删除其他内容。

您可以向unique_ptr 添加一个支持别名的有状态删除器，但您必须手动设置别名。其中一个构造函数接受一个指针和一个删除器。