Dlaczego shared_ptr <void> jest legalne, a unique_ptr <void> jest źle sformułowane?

Question 1

Pytanie naprawdę pasuje do tytułu: jestem ciekawy, jaki jest techniczny powód tej różnicy, ale także uzasadnienie?

std::shared_ptr<void> sharedToVoid; // legal;
std::unique_ptr<void> uniqueToVoid; // ill-formed;

Question 2

Dzieje się tak, ponieważ std::shared_ptrimplementuje wymazywanie typów, a std::unique_ptrnie.

Ponieważ std::shared_ptrimplementuje wymazywanie typów, obsługuje również inną interesującą właściwość, a mianowicie. to jednak nie potrzebują typ Deleter jako argumentu typu szablonu do szablonu klasy. Spójrz na ich deklaracje:

template<class T,class Deleter = std::default_delete<T> > 
class unique_ptr;

który ma Deleterjako parametr typu, while

template<class T> 
class shared_ptr;

nie ma tego.

Teraz pytanie brzmi, dlaczego shared_ptrimplementuje wymazywanie typów? Cóż, robi to, ponieważ musi obsługiwać liczenie odwołań, a aby to obsługiwać, musi przydzielać pamięć ze sterty, a ponieważ i tak musi alokować pamięć, idzie o krok dalej i implementuje wymazywanie typów - co wymaga sterty alokacja też. Więc w zasadzie to po prostu bycie oportunistą!

Ze względu na wymazywanie typów std::shared_ptrjest w stanie obsługiwać dwie rzeczy:

Może przechowywać obiekty dowolnego typu void*, ale nadal jest w stanie prawidłowo usuwać obiekty po zniszczeniu , poprawnie wywołując ich destruktor .
Typ elementu usuwającego nie jest przekazywany jako argument typu do szablonu klasy, co oznacza trochę swobody bez narażania bezpieczeństwa typów .

W porządku. To wszystko o tym, jak std::shared_ptrdziała.

Teraz pytanie brzmi, czy można std::unique_ptrprzechowywać obiekty jako void* ? Cóż, odpowiedź brzmi: tak - pod warunkiem, że jako argument przekażesz odpowiedni element usuwający. Oto jedna taka demonstracja:

int main()
{
    auto deleter = [](void const * data ) {
        int const * p = static_cast<int const*>(data);
        std::cout << *p << " located at " << p <<  " is being deleted";
        delete p;
    };

    std::unique_ptr<void, decltype(deleter)> p(new int(959), deleter);

} //p will be deleted here, both p ;-)

Wyjście ( demo online ):

959 located at 0x18aec20 is being deleted

W komentarzu zadałeś bardzo interesujące pytanie:

W moim przypadku będę potrzebował kasownika usuwającego typ, ale wydaje się to również możliwe (kosztem alokacji sterty). Zasadniczo, czy to oznacza, że faktycznie istnieje nisza dla trzeciego typu inteligentnego wskaźnika: inteligentnego wskaźnika posiadającego wyłączną własność z usuwaniem typu.

do którego @Steve Jessop zasugerował następujące rozwiązanie,

Nigdy tego nie próbowałem, ale może można to osiągnąć, używając odpowiedniego typu std::functionjako deleter z unique_ptr? Przypuśćmy, że to faktycznie działa, więc gotowe, wyłączna własność i kasownik z usuniętym typem.

Idąc za tą sugestią, zaimplementowałem to (choć nie wykorzystuje, std::functionbo nie wydaje się to konieczne):

using unique_void_ptr = std::unique_ptr<void, void(*)(void const*)>;

template<typename T>
auto unique_void(T * ptr) -> unique_void_ptr
{
    return unique_void_ptr(ptr, [](void const * data) {
         T const * p = static_cast<T const*>(data);
         std::cout << "{" << *p << "} located at [" << p <<  "] is being deleted.\n";
         delete p;
    });
}

int main()
{
    auto p1 = unique_void(new int(959));
    auto p2 = unique_void(new double(595.5));
    auto p3 = unique_void(new std::string("Hello World"));
}

Wyjście ( demo online ):

{Hello World} located at [0x2364c60] is being deleted.
{595.5} located at [0x2364c40] is being deleted.
{959} located at [0x2364c20] is being deleted.

Mam nadzieję, że to pomoże.

Question 3

Jednym z powodów jest jeden z wielu przypadków użycia a shared_ptr- mianowicie jako wskaźnik czasu życia lub wartownik.

Wspomniano o tym w oryginalnej dokumentacji doładowania:

auto register_callback(std::function<void()> closure, std::shared_ptr<void> pv)
{
    auto closure_target = { closure, std::weak_ptr<void>(pv) };
    ...
    // store the target somewhere, and later....
}

void call_closure(closure_target target)
{
    // test whether target of the closure still exists
    auto lock = target.sentinel.lock();
    if (lock) {
        // if so, call the closure
        target.closure();
    }
}

Gdzie closure_targetjest coś takiego:

struct closure_target {
    std::function<void()> closure;
    std::weak_ptr<void> sentinel;
};

Dzwoniący zarejestrowałby wywołanie zwrotne w następujący sposób:

struct active_object : std::enable_shared_from_this<active_object>
{
    void start() {
      event_emitter_.register_callback([this] { this->on_callback(); }, 
                                       shared_from_this());
    }

    void on_callback()
    {
        // this is only ever called if we still exist 
    }
};

ponieważ shared_ptr<X>jest zawsze konwertowalny na shared_ptr<void>, event_emitter może być teraz błogo nieświadomy typu obiektu, do którego przywołuje.

Takie rozwiązanie zwalnia abonentów emitera zdarzeń z obowiązku obsługi przypadków przekroczenia (a co, jeśli callback w kolejce, czekając na akcję, podczas gdy obiekt active_object odchodzi?), A także oznacza, że nie ma potrzeby synchronizowania wypisania. weak_ptr<void>::lockjest operacją zsynchronizowaną.