智能指针与定制删除器

定制删除器

前面我们的智能指针就是：

1. RAII。

2. 像指针一样。

但是我们的智能指针的析构函数就只是 delete。

// 这里简单的看一下 shared_ptr 就知道了
        ~shared_ptr()
        {
            if (--(*_pcount) == 0)
            {
                delete _ptr;
                delete _pcount;
            }
        }

那么如果我们想要 new[] 呢？ 或者既然是 RAII 的思想，那么就应该其他的资源也可以管理，就比如说是 malloc 或者是文件文件描述符等...

所以我们还是需要定制删除器，也就是定制一个我们自己的 delete。

而定制删除器实际上也就是一个可调用对象，既可以是函数指针，也可以是仿函数，亦或者是 lambda 表达式。

我们现在看一下没有写定制删除器的智能指针，如果 new[] 会怎么办？

• 首先，我们前面说过 new 与 delete 搭配使用，new[] 与 delete[] 搭配使用。

void test8()
{
    lxy::shared_ptr Pa(new A[3]);
}

结果：

构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
析构函数：~A()

• 这里看到 A 的构造函数被调用的3次，说明全部都被构造好了。

• 但是析构函数值调用的了一次，因为 shared_ptr 默认就是 delete，所以只调用了一次析构，才会导致奔溃。

下面我们就可以写我们的定制删除器，那么我们想要该类再析构的时候调用可调用对象来析构，那么当然是我们再构造的时候，或者是模板的时候就传进入一个仿函数，或者是再构造函数的时候再传入可调用对象，但是STL 库里面是再构造函数的时候传入的，所以我们也在构造函数的时候传入。

但是，如果是我们仅仅传入的话，那么当析构的时候我们不知道去那里找这个可调用对象，但是我们可以将他保存起来。

那么我们如何保存呢？我们怎么知道传进来的是一个函数，还是仿函数，还是 lambda 表达式。

其实我们可以巧妙的利用C++11 的包装器！！

我们可以给 shared_ptr 中添加一个成员变量，也就是用来记录定制删除器的变量，那么我们可以将该变量声明为一个包装器类型的一个变量，那么我们如何声明呢？

• 因为我们再删除的时候，由于不知道 T* _ptr 是什么类型的，如果是 new[] 那么我们就需要用 delete[] 如果是 malloc 我们就需要 free ，如果是 FILE 那么我们就需要 close 所以我们可以将该函数传入一个 ptr 的指针，也就是需要管理的资源的指针，目的就是释放该管理的资源，而 shared_ptr 里面还有一个 int* 的计数器，该计数器不需要我们来管理，因为这个计数器他本身就是一个 new 出来的，我们只需要将其 delete 即可，而我们真正需要管理的就是我们想要让 shared)ptr 为我们管理的资源。

function _del = [](T* ptr) {delete ptr; };

• 这里就是该成员变量的声明，我们可以在构造函数的时候给他一个定制删除器。

下面我们就改写一下 shared_ptr 改写一些并不难。

我们只需要为 shared_ptr 类添加一个构造函数，也就是可以传入定制删除器的构造函数。

        shared_ptr(T* ptr, function del)
            :_ptr(ptr)
            , _pcount(new int(1))
            , _del(del)
        {}

• 也就是我们为该类添加一个这样的函数，但是为了方便，我买也可以直接为该构造函数添加一个模板。

        template
        shared_ptr(T* ptr, D del)
            :_ptr(ptr)
            , _pcount(new int(1))
            ,_del(del)
        {}

• 我们可以写成这样。这里两种都是可以的。

那么上面这样改写就算结束了吗？

当然没有，我们先看下面的这段代码。

void test8()
{
    auto del = [](A* ptr) {delete[] ptr; };
​
    lxy::shared_ptr Pa(new A[3], del);
    lxy::shared_ptr Pa1(Pa);
​
}

• 我们先看这样会不会报错。

结果：

构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
析构函数：~A()
析构函数：~A()
析构函数：~A()

这样我们是没有问题的，即使我们拷贝了也没有问题，但是这样真的就没有问题吗？

我们拷贝后，拷贝的对象里面的 _del 成员变量是什么，是默认的 delete 所以我们还是需要为拷贝和赋值都添加一个。

这里为了验证我们所说的是正确的，我们可以看一下拷贝后失败的案例，但是上面为什么拷贝后还是成功的呢？

因为先创建的后析构，所以这里是因为 Pa1 先析构，但是 Pa1 里面的计数器减减后并没有到0，所以没有析构，而有计数器的那个对象是后析构的，所以他析构的时候，shared_ptr里面的 T* _ptr 析构会调用我们写的定制删除器，所以没有办法，那么我们要怎么让拷贝的对象会是最后一次析构呢？我们可以把一个对象赋值给Pa 这样 Pa 所管理的资源的引用计数就会减减，而这份资源的最后一次管理权也就会交到 Pa1 手中，所以只需要等Pa1 析构的时候就是这份资源释放的时候，而这份资源是 new[] 出来的，而 Pa1 里面的定制删除器是，默认的也就是简单的 delete 所以此时析构的话就会报错。

void test8()
{
	auto del = [](A* ptr) {delete[] ptr; };

	lxy::shared_ptr Pa(new A[3], del);
	lxy::shared_ptr Pa1(Pa);
	lxy::shared_ptr Pa2(new A[5], del);
	Pa = Pa2;
}

• 这样 Pa2 给 Pa1 此时 Pa1 手中的那一份资源的管理全就会减减，然后只剩下 Pa1 手中的一份。

• 所以再 Pa1 析构的时候就会报错。

结果：

构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
构造函数：A(int a = 0)
析构函数：~A()

• 这里我们看到了 只析构了一次。

那么为什么赋值也要给 del 也赋值呢？

• 因为再赋值的时候，如果一个new[] 需要用 delete[] 释放，而一个是 new 只需要 delete 就可以释放，所以如果不将定制删除其也赋值的话，那么就会出现问题。

• 上面这个的报错我们就不演示了。

其实有了定制删除器后，我们可以染发 shared_ptr 管理其他的资源，就不光光管理指针的，真正的实现了 RAII 的思想。

我们将打开的文件指针交给 shared_ptr 进行管理：

void test9()
{
	auto del1 = [](FILE* fd) {fclose(fd); };
	lxy::shared_ptr Pf(fopen("test.txt", "w"), del1);
	fprintf(Pf.getPtr(), "%s", "hello world");
}

• 这里为了支持我们的写入，我们需要提供一个 getPtr 因为我们写入的时候，需要文件指针，而我们需要提供getPtr 或者是将 _ptr 放成公有，才可以，这里选择提供getPtr。

结果：

hello world

这就是文件里面写入的内容。