C++中如何实现自定义删除器 智能指针高级用法实例

在c++++中使用智能指针时，可通过自定义删除器管理非内存资源或特殊释放逻辑。1. shared_ptr与unique_ptr的删除器写法不同：shared_ptr将删除器作为可调用对象传入构造函数，不影响其类型；而unique_ptr需将删除器类型作为模板参数，影响其类型定义。2. 释放非内存资源如文件描述符时，可通过定义结构体实现operator()并传入智能指针构造，确保资源自动释放。3. 配合内存池使用时，定义模板删除器，在析构时将内存归还池中而非直接释放。4. unique_ptr使用函数对象作为删除器可更灵活控制资源释放逻辑，例如关闭socket连接。正确使用自定义删除器需确保其接受原始指针并适时释放资源，根据资源类型选择合适指针结构。

在C++中，使用智能指针时，默认的删除器只是简单地调用delete或delete[]。但有些场景下，资源释放方式并不那么简单，比如打开的文件句柄、网络连接、自定义内存池等。这时候就需要自定义删除器来确保资源被正确回收。

下面通过几个典型实例，说明如何在不同场景下实现和使用自定义删除器。

一、shared_ptr与unique_ptr的删除器写法略有不同

对于 shared_ptr 和 unique_ptr，虽然都支持自定义删除器，但语法上有一些区别：

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• shared_ptr：删除器是一个可调用对象（函数、lambda、函数对象），类型不影响shared_ptr本身类型。
• unique_ptr：删除器是模板参数的一部分，会影响unique_ptr的类型。

// shared_ptr 示例
std::shared_ptr ptr(new int(42), [](int* p) {
    delete p;
});

// unique_ptr 示例
std::unique_ptr ptr(new int(42), [](int* p) {
    delete p;
});

如果你希望使用默认删除器以外的行为，记得在构造时传入删除器。

二、释放非内存资源：比如关闭文件描述符

有时候我们管理的不是堆内存，而是其他类型的资源，比如文件描述符、socket 或线程句柄。

例如，用 shared_ptr 管理一个 FILE*：

struct FileDeleter {
    void operator()(FILE* fp) const {
        if (fp) fclose(fp);
    }
};

std::shared_ptr fp(fopen("test.txt", "r"), FileDeleter());

这样，在 fp 超出作用域后，会自动调用 fclose 来关闭文件。这种做法比手动调用 fclose 更安全，尤其在有异常抛出的情况下。

三、配合内存池使用：释放到特定内存池中

如果你使用了自定义内存池，那么不能直接 delete 内存，而应该将内存还回池中。

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假设你有一个内存池类 MyPool，并提供一个 free(void*) 方法：

class MyPool {
public:
    static void deallocate(void* ptr) {
        // 将ptr归还给池
    }
};

可以这样写删除器：

template 
struct PoolDeleter {
    void operator()(T* ptr) const {
        MyPool::deallocate(ptr);
    }
};

auto ptr = std::shared_ptr(pool.allocate(), PoolDeleter());

这样就能保证对象析构之后，内存不会直接释放，而是回到内存池中复用。

四、unique_ptr使用函数对象作为删除器更灵活

由于 unique_ptr 的删除器是模板参数，所以它的类型必须明确。这使得你可以为不同类型指针定义不同的删除逻辑。

举个例子，你想让 unique_ptr 自动调用 close() 来关闭 socket 文件描述符：

struct SocketCloser {
    void operator()(int* sockfd) const {
        if (*sockfd >= 0) {
            close(*sockfd);
        }
        delete sockfd;
    }
};

std::unique_ptr sock(new int(socket(...)));

这种方式适用于需要严格控制生命周期的系统资源。

总的来说，自定义删除器的关键在于：

• 删除器要能接受原始指针作为参数
• 删除器要在适当的时候释放资源
• 根据资源类型选择合适的智能指针和删除器结构

基本上就这些，用起来不复杂但容易忽略细节。