std::shared_ptr 在空指针上调用非默认删除器

Question

看这个例子：

#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();
}

输出是：

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

这里我们看到shared_ptr 在使用nullptr 和自定义删除器初始化时调用了包含的删除器。 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。虽然没有指定删除器时不会发生。

这是预期的行为吗？如果是这样，这种行为背后的原因是什么？

Answer 1

tl;dr：是的，这是故意的。

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这很微妙。

一个 shared_ptr 可以有两种状态：

• “空”：默认构造或重置；不拥有所有权； get() 可能会返回nullptr（尽管some ctors exist which change this postcondition）
• 非空：持有指针p的所有权； get() 返回p。

用空指针构造shared_ptr实际上会导致它不为空！ get() 返回p 表示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 是无操作的，这通常无关紧要。但是，正如您所见，如果您提供自己的删除器，则可以观察到这种差异。

我不太清楚为什么会这样。一方面，我可以看到在 nullptr 案例中阻止调用删除器的案例，因为人们通常认为 shared_ptr(nullptr) 是“空的”（即使它在技术上不是）；另一方面，如果需要，我可以看到让删除者做出这个决定的案例（伴随着分支的开销）。

您在此处包含对 null 的检查是正确的。

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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);强>

9) 要求：d 的构造和使用 std::move(d) 初始化的 D 类型的删除器不应引发异常。表达式d(p) 应具有明确定义的行为并且不应引发异常。 A 应满足 Cpp17Allocator 要求（表 34）。

10) 效果：构造一个shared_­ptr 对象，该对象拥有对象p 和删除器d。 当T 不是数组类型时，第一个和第二个构造函数启用shared_­from_­this 和 p。第二个和第四个构造函数应使用a 的副本来分配内存供内部使用。如果抛出异常，则调用d(p)。

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

（注意!p的情况没有豁免。）

来自[util.smartptr.shared.dest]：

~shared_ptr();

1) 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，*this 拥有指针 p，并调用 delete p。

旁注：我认为上述段落中“拥有一个对象”和“拥有一个指针”这两个短语之间的混淆是一个编辑问题。

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我们也可以在cppreference.com's ~shared_ptr article 上看到这一点：

与std::unique_ptr 不同，std::shared_ptr 的删除器被调用，即使托管指针为空。

（请使用文档！）