shared_ptr 魔法 :)

Question

Mr. Lidström and I had an argument :)

先生。 Lidström 声称构造 shared_ptr<Base> p(new Derived); 不需要 Base 具有虚拟析构函数：

Armen Tsirunyan：“真的吗？shared_ptr 会正确清理吗？您能否在这种情况下演示如何实现该效果？”

Daniel Lidström：“shared_ptr 使用自己的析构函数来删除 Concrete 实例。这在 C++ 社区中被称为 RAII。我的建议是你学习所有您可以了解 RAII。当您在所有情况下使用 RAII 时，它将使您的 C++ 编码变得更加容易。"

Armen Tsirunyan：“我知道 RAII，我也知道最终 shared_ptr 析构函数可能会在 pn 达到 0 时删除存储的 px。但是如果 px 有静态指向Base 的类型指针和指向Derived 的动态类型指针，那么除非Base 具有虚拟析构函数，否则这将导致未定义的行为。如果我错了，请纠正我。”

Daniel Lidström：“shared_ptr 知道静态类型是具体的。它知道这一点，因为我在它的构造函数中传递了它！看起来有点像魔术，但我可以向您保证，这是设计使然，非常好。”

所以，判断我们。如何在不要求多态类具有虚拟析构函数的情况下实现 shared_ptr （如果是的话）？ 提前致谢

Answer 1

是的，可以这样实现 shared_ptr 。 Boost 确实如此，C++11 标准也需要这种行为。作为一个额外的灵活性，shared_ptr 管理的不仅仅是一个引用计数器。所谓的删除器通常被放入同样包含引用计数器的内存块中。但有趣的是这个删除器的类型不是 shared_ptr 类型的一部分。这称为“类型擦除”，基本上与用于实现“多态函数”boost::function 或std::function 以隐藏实际函子类型的技术相同。为了使您的示例正常工作，我们需要一个模板化构造函数：

template<class T>
class shared_ptr
{
public:
   ...
   template<class Y>
   explicit shared_ptr(Y* p);
   ...
};

所以，如果你在你的课程Base 和Derived 中使用它...

class Base {};
class Derived : public Base {};

int main() {
   shared_ptr<Base> sp (new Derived);
}

... 带有Y=Derived 的模板化构造函数用于构造shared_ptr 对象。因此，构造函数有机会创建适当的删除器对象和引用计数器，并将指向该控制块的指针存储为数据成员。如果引用计数器达到零，将使用先前创建的 Derived-aware 删除器来处理该对象。

C++11 标准对这个构造函数 (20.7.2.2.1) 有以下说法：

要求： p 必须可转换为 T*。 Y 应该是一个完整的类型。 表达式delete p 应格式正确、行为明确且不抛出异常。

效果：构造一个shared_ptr对象拥有指针p。

…

对于析构函数（20.7.2.2.2）：

效果：如果*this 为空或与另一个shared_ptr 实例(use_count() > 1) 共享所有权，则没有副作用。 否则，如果*this 拥有一个对象p 和一个删除器d，则调用d(p)。 否则，如果*this拥有指针p，则调用delete p。

（我用粗体强调）。

Answer 2

创建 shared_ptr 时，它会在其内部存储一个 deleter 对象。当 shared_ptr 即将释放指向的资源时调用此对象。由于您知道如何在构建时销毁资源，因此您可以将 shared_ptr 与不完整的类型一起使用。创建 shared_ptr 的人在那里存储了一个正确的删除器。

例如，您可以创建自定义删除器：

void DeleteDerived(Derived* d) { delete d; } // EDIT: no conversion needed.

shared_ptr<Base> p(new Derived, DeleteDerived);

p 将调用 DeleteDerived 来销毁指向的对象。实现会自动执行此操作。

Answer 3

简单地说，

shared_ptr 使用由构造函数创建的特殊删除函数，该函数始终使用 给定对象的析构函数而不是 Base 的析构函数，这在模板元编程中有点工作，但它可以工作。

类似的东西

template<typename SomeType>
shared_ptr(SomeType *p)
{
   this->destroyer = destroyer_function<SomeType>(p);
   ...
}