std::shared_ptr在空指针上调用非默认删除器

Question

std::shared_ptr在空指针上调用非默认删除器

c++shared-ptrsmart-pointersreference-counting

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看下面这个例子：

#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();
}

输出结果为：

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，我们可以看到当shared_ptr使用 nullptr和自定义删除器进行初始化时，它会调用所包含的删除器。

似乎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。但如果没有指定删除器，则不会发生这种情况。

这是预期行为吗？如果是，这种行为背后的原因是什么？

- Annyo

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delete(nullptr) is, afaik, completely valid, so it makes sense that, for any value given to a shared_ptr, it'll call the deleter it's given, without wasting cycles checking if it's nullptr - Phil M

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与std::unique_ptr不同，即使管理的指针为空，std::shared_ptr的删除器也会被调用。 - Samer Tufail

相关: https://dev59.com/Qobca4cB1Zd3GeqPcO5t - Richard Hodges

@PhilM，实际上这并不是标准规定，但根据as-if规则（当没有提供删除器时），它可能会像您描述的那样执行。 - Lightness Races in Orbit

哦，刚意识到 https://dev59.com/rGgu5IYBdhLWcg3wrIuR#11164463 可能是重复的。 - Lightness Races in Orbit

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Lightness Races in Orbit · Accepted Answer

tl;dr：是的，这是有意的。

这相当微妙。

shared_ptr 可以处于两种状态：

“空”：默认构造或重置；不持有任何所有权；get() 可能返回 nullptr（尽管某些构造函数存在可以改变此后置条件的情况）。
非空：持有指针 p 的所有权；get() 返回 p。

使用空指针构造 shared_ptr 实际上会使其成为非空！get() 返回 p 意味着 get() 返回 nullptr，但这并不意味着它为空。

由于默认删除器只执行 delete p，而 delete nullptr 是一个空操作，所以这通常没有关系。但是，正如您所见，如果提供自己的删除器，您可以观察到这种差异。

我不确定为什么会这样。一方面，我可以理解在空指针情况下防止调用deleter的原因，因为通常认为shared_ptr(nullptr)是“空的”（尽管它实际上不是）; 另一方面，如果deleter想要做出这个决定（伴随着分支开销），我也可以理解让它自己决定的原因。

你在这里包括了一个检查null的步骤，是正确的。

来自 [util.smartptr.shared.const] 的一些法律术语：

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

9) 要求：构造函数中的 d 和类型为 D 的删除器在使用 std::move(d) 进行初始化时不应抛出异常。表达式 d(p) 应具有明确定义的行为且不应抛出异常。A 必须满足 Cpp17Allocator 要求（表 34）。

10) 效果：构造一个拥有对象 p 和删除器 d 的 shared_ptr 对象。当 T 不是数组类型时，第一和第二个构造函数使得 shared_from_this 可以使用 p。第二和第四个构造函数将使用 a 的副本来分配内部使用的内存。如果抛出异常，则调用 d(p)。

11) 确保：use_count() == 1 && get() == p。

（请注意，即使是 !p 的情况也没有例外。）

从 [util.smartptr.shared.dest] 中可以看出：

~shared_ptr();

1) 效果：

如果 *this 为空或与另一个 shared_ptr 实例共享所有权（use_count() > 1），则没有副作用。

否则，如果 *this 拥有对象 p 和删除器 d，则调用 d(p)。

否则，*this 拥有指针 p，并调用 delete p。

附注：我认为上述段落中“拥有对象”和“拥有指针”这两个短语之间的混淆是编辑问题。

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

与std::unique_ptr不同，即使管理的指针为空，std::shared_ptr的删除器也会被调用。

（请使用文档！）