移动后唯一指针仍然持有对象

Question

我正在阅读一些关于智能指针如何在 C++ 中工作的教程，但我坚持使用我尝试的第一个：唯一指针。我遵循wikipedia、cppreference 和cplusplus 的指导方针。我也看过this answer。如果我理解正确，唯一指针应该是唯一拥有某个内存单元/块所有权的指针。这意味着只有唯一指针（应该）指向该单元格，而没有其他指针。来自维基百科，他们使用以下代码作为示例：

std::unique_ptr<int> p1(new int(5));
std::unique_ptr<int> p2 = p1; //Compile error.
std::unique_ptr<int> p3 = std::move(p1); //Transfers ownership. p3 now owns the memory and p1 is rendered invalid.

p3.reset(); //Deletes the memory.
p1.reset(); //Does nothing.

直到第二行，当我测试它时，这对我来说效果很好。但是，在将第一个唯一指针 移动 到第二个唯一指针之后，我发现两个指针都可以访问同一个对象。我认为整个想法是让第一个指针变得无用可以这么说？我期望一个空指针或一些未确定的结果。我运行的代码：

class Figure {
public:
    Figure() {}

    void three() {
        cout << "three" << endl;
    }

};

class SubFig : public Figure {
public:
    void printA() {
        cout << "printed a" << endl;
    }
};

int main()
{
    unique_ptr<SubFig> testing (new SubFig());
    testing->three();
    unique_ptr<SubFig> testing2 = move(testing);
    cout << "ok" << endl;
    int t;
    cin >> t; // used to halt execution so I can verify everything works up til here
    testing->three(); // why is this not throwing a runtime error?
}

这里，testing 已经移动到了testing2，所以我惊讶地发现我仍然可以在testing 上调用方法three()。

此外，调用 reset() 似乎并没有像它所说的那样删除内存。当我将main方法修改为：

int main()
{
    unique_ptr<SubFig> testing (new SubFig());
    testing->three();
    unique_ptr<SubFig> testing2 = move(testing);
    cout << "ok" << endl;
    int t;
    cin >> t;
    testing.reset(); // normally this should have no effect since the pointer should be invalid, but I added it anyway
    testing2.reset();
    testing2->three();
}

这里我希望three() 不适用于testing2，因为来自维基百科的示例提到应该通过重置来删除内存。我仍在打印 printed a 好像一切都很好。这对我来说似乎很奇怪。

那么谁能给我解释一下原因：

• 从一个唯一指针移动到另一个唯一指针不会使第一个指针无效吗？
• 重置实际上并没有删除内存？调用 reset() 时实际发生了什么？

Answer 1

本质上是通过空指针调用成员函数：

int main()
{
    SubFig* testing = nullptr;
    testing->three();
}

...这是未定义的行为。

从 20.8.1 类模板 unique_ptr (N4296)

4 此外，您可以根据要求将所有权转让给其他人 唯一指针 u2。完成此类转让后，以下内容 后置条件保持：

• u2.p等于预调u.p，
• u.p 等于 nullptr，并且
• 如果预转移 u.d 保持状态，则该状态已转移到 u2.d。

（强调我的）

Answer 2

在std::move() 之后，原始指针testing 设置为nullptr。

std::unique_ptr 不检查空访问以引发运行时错误的可能原因是每次使用std::unique_ptr 时它都会变慢。通过不进行运行时检查，编译器能够完全优化 std::unique_ptr 调用，使其与使用 原始指针 一样高效。

调用nullptr 时没有崩溃的原因可能是因为您调用的函数没有访问（不存在的）对象的内存。但这是未定义的行为，所以任何事情都可能发生。

Answer 3

在调用std::unique_ptr<int> p3 = std::move(p1); 时，您的原始指针p1 处于未定义状态，因此使用它会导致未定义行为。简单地说，永远不要这样做。