C++的std::unique_ptr如何自定义删除器(Deleter)? (资源释放扩展)

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std::unique_ptr自定义删除器有模板参数和构造函数两种写法:前者影响类型、无存储开销但类型不兼容;后者不影响类型、有存储开销但支持带状态删除器,且必须处理空指针

C++的std::unique_ptr如何自定义删除器(Deleter)? (资源释放扩展)

std::unique_ptr 自定义删除器的两种写法

直接在模板参数里声明删除器类型,或者用构造函数传入可调用对象——前者影响类型,后者只影响行为。不声明类型的话,std::unique_ptr 默认用 delete,没法释放非内存或调用特定清理函数。

  • 类型声明写法:std::unique_ptr<int void></int>,此时 std::default_delete<int></int> 不再适用,类型不兼容
  • 构造传入写法:std::unique_ptr<int> ptr(ptr_raw, [](int* p) { free(p); })</int>,类型仍是 std::unique_ptr<int></int>,但行为被覆盖
  • 用函数指针、Lambda(捕获为空)、仿函数都行,但 lambda 有捕获时不能做模板参数(类型变复杂),只能走构造传入
  • 如果删除器带状态(比如要传文件句柄),必须用构造传入;模板参数方式只接受无状态的可调用物

FILE* 和 windows HANDLE 怎么安全托管

原生资源不是 new 出来的,不能靠 delete 收尾,必须显式调用 fcloseCloseHandle。删错或漏删会导致资源泄漏,尤其线程下更难排查。

  • FILE* 示例:std::unique_ptr<file int> fp(fopen("a.txt", "r"), &fclose)</file>,注意删除器签名是 int(*)(FILE*),不是 void
  • Windows HANDLE 示例:std::unique_ptr<void void> h(CreateFile(...), [](HANDLE h) { CloseHandle(h); })</void>,别用 decltype(&CloseHandle)——它返回 bool,和 void(*)(HANDLE) 不匹配
  • 删除器返回值类型必须和系统 API 一致,否则编译失败;C 风格 API 很多返回 intBOOL,但 std::unique_ptr 不关心返回值,只校验签名

自定义删除器带来的类型擦除代价

一旦用了非默认删除器,std::unique_ptr 就从零开销变成带存储开销——函数指针或 lambda 对象得存下来。对高频小对象(比如成千上万个 std::unique_ptr<uint8_t></uint8_t>)可能明显拖慢构造/析构速度。

  • 模板参数方式(如 std::unique_ptr<t mydeleter></t>):删除器是类型一部分,通常内联,无额外存储,但类型膨胀,不同删除器之间不可赋值
  • 构造传入方式(如 std::unique_ptr<t>(raw, deleter)</t>):删除器存为成员,哪怕是个空 lambda 也会占 1 字节(对齐后可能更多),且无法内联调用
  • 如果删除逻辑简单且固定(比如总是 free),优先用模板参数方式;如果要动态切换行为(比如根据 flag 选 munmap 还是 free),只能用构造传入,但得接受那点开销

容易踩的坑:移动、拷贝和空指针处理

自定义删除器不会自动处理空指针,也不改变移动语义规则——但很多人以为“只要写了删除器,它就会被安全跳过”,其实不会。

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  • 删除器总会被调用,哪怕 get() 返回 nullptr。所以你的删除器开头得自己判空:[](int* p) { if (p) delete p; }
  • 移动后原 std::unique_ptr 变空,但它的删除器还活着;如果用模板参数方式,移动前后删除器类型必须一致,否则编译不过
  • 不能拷贝(除非删除器本身可拷贝且你显式定义了拷贝构造),但可以移动——这点和默认 std::unique_ptr 一致,别指望加了删除器就变可拷贝
  • release() 后,删除器就失效了,资源交由你手动管理;这时候别忘了,原来绑定的删除逻辑已经不管用了

自定义删除器真正麻烦的不是写法,而是得想清楚:这个资源生命周期是否真的需要和指针绑定?有没有更简单的 RAII 封装方式?比如 std::FILE 就比 std::unique_ptr<file ...></file> 更直观。

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