是否应允许使用std::unique_ptr<void>？

Question

这是一个非常简单的问题。考虑以下代码：

#include <iostream>
#include <memory>

typedef std::unique_ptr<void> UniqueVoidPtr;

int main() {
    UniqueVoidPtr p(new int);
    return 0;
}

在cygwin（g++ 4.5.3）下使用以下命令进行编译g++ -std=c++0x -o prog file.cpp完全没有问题。然而，在微软编译器（无论是VS 2010还是2013）下编译时，我会得到以下错误：

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\INCLUDE\memory(2067) : error C2070: 'void': illegal sizeof operand
        C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\INCLUDE\memory(2066) : while compiling class template member function 'void std::default_delete<_Ty>::operator ()(_Ty *) const'
        with
        [
            _Ty=void
        ]
        C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\INCLUDE\type_traits(650) : see reference to class template instantiation 'std::default_delete<_Ty>' being compiled
        with
        [
            _Ty=void
        ]
        C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\INCLUDE\memory(2193) : see reference to class template instantiation 'std::tr1::is_empty<_Ty>' being compiled
        with
        [
            _Ty=std::default_delete<void>
        ]
        foo1.cpp(7) : see reference to class template instantiation 'std::unique_ptr<_Ty>' being compiled
        with
        [
            _Ty=void
        ]

这是正常的吗？我正在编写一个类，希望在类中使用唯一指针。在尝试为该类编写移动构造函数语义时，我遇到了问题（我猜测这是因为我最终正确编码了我的移动构造函数：即其他错误已经被修复）。

- Andrew Falanga

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在std::unique_ptr中，默认的删除器会在指针上调用delete，如果你在void*上调用delete，你期望会发生什么？ - David Rodríguez - dribeas

@DavidRodríguez-dribeas：实际上，default_delete 不应该在 void* 上调用 delete（请参见 ixSci 的答案）。此外，如果它确实在 void* 上调用了 delete，那么这将是未定义行为（请参见 Nevin 的答案），在这种情况下，可以期望任何结果（不一定是错误）。 - Cassio Neri

为什么shared_ptr<void>是合法的，而unique_ptr<void>是不合法的？ - Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 1

MSVC是正确的，而GCC是错误的：

标准（3.9/5）：

未完全定义的对象类型和void类型是不完整的类型

标准（20.7.1.1.2/4）：

如果T是不完整的类型，则程序是非法的

- ixSci

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unique_ptr 的一个意图设计是将这种行为定义为非法的，而不是未定义的行为。使用已弃用的 auto_ptr 进行相同的操作是未定义的行为。两者最大的区别是，非法行为需要诊断信息，而未定义行为可以静默地执行任何操作。总之，如果你的 custom_deleter 能够处理 void* 的处理，那么 unique_ptr<void, custom_deleter> 是完全有效的。 - Howard Hinnant

Answer 2

GCC实际上有防止这种情况发生的代码，但直到最近才开始起作用。

GCC的unique_ptr在default_deleter::operator()中有一个静态断言，应该拒绝不完整的类型：

    static_assert(sizeof(_Tp)>0,
                  "can't delete pointer to incomplete type");

然而，作为扩展，GCC支持sizeof(void)，因此断言不会失败，并且因为它出现在系统头文件中，甚至不会发出警告（除非您使用-Wsystem-headers）。

最近我自己发现了这个问题，所以为了解决它，我添加了这个10天前。

    static_assert(!is_void<_Tp>::value,
                  "can't delete pointer to incomplete type");

因此，在主干上使用最新的代码，您的示例无法编译，这符合标准要求。

- Jonathan Wakely

Answer 3

问题归结为：

void* p = new int;
delete p;

看n3797 5.3.5 Delete，我认为delete p是未定义的行为，因为类型不匹配，所以编译器的任一行为都是可以接受的，因为代码存在缺陷。

注意：这与shared_ptr<void>不同，因为它使用类型擦除来跟踪传入指针的原始类型。

- Nevin

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shared_ptr有何不同？它使用类型擦除来删除，而不是指针类型。 - ixSci

@ixSci 看一下实现？删除器是基于原始指针类型进行模板化的。 - gx_

你说的代码片段确实会产生未定义行为。然而，如果所指类型不完整，default_delete 应该不调用 delete，否则程序将不合法（请参见 ixSci 的回答）。 - Cassio Neri

Answer 4

不要删除 void * 类型的变量。

如果您想使用类似 Win32 Handles 的东西，请提供自定义的删除器。

例如：

void HandleDeleter(HANDLE h)
{
    if (h) CloseHandle(h);
}

using UniHandle = unique_ptr<void, function<void(HANDLE)>>;

然后：

UniHandle ptr(..., HandleDeleter);

- Wizard Z.