如何在C++中自定义智能指针的删除器 定制化资源释放策略实现

删除器是智能指针在销毁对象时调用的可调用对象，用于自定义资源释放逻辑。1. 删除器默认调用delete或delete[]，但管理非内存资源（如文件句柄）时需自定义；2. unique_ptr通过模板参数指定删除器类型，并在构造时传入实例；3. shared_ptr使用删除器更灵活，构造函数直接传递删除器对象，支持携带状态的删除器；4. 使用时应注意避免捕获外部状态、保证删除器轻量、确保类型匹配。

在C++中使用智能指针时，默认的资源释放方式是调用delete或delete[]，但在某些特殊场景下，比如管理非内存资源（如文件句柄、socket连接）或者需要特定的释放逻辑时，就需要自定义删除器。这不仅提高了代码的安全性，也增强了灵活性。

什么是删除器？为什么需要自定义？

删除器（deleter）是智能指针在销毁所管理的对象时调用的一个可调用对象（函数、函数对象或lambda表达式）。默认情况下，std::unique_ptr和std::shared_ptr会根据类型信息自动选择合适的释放方式。

但如果你管理的是一个需要调用特定API来释放的对象（例如FILE*需要用fclose关闭），或者你想记录日志、执行清理操作，这时候就必须提供自定义删除器。

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如何为unique_ptr添加自定义删除器

std::unique_ptr支持通过模板参数指定删除器类型，并在构造时传入具体的删除器实例。

std::unique_ptr fp(fopen("test.txt", "r"), fclose);

上面的例子中，我们创建了一个管理FILE*的智能指针，并将fclose作为删除器传入。这样当fp超出作用域时，会自动调用fclose关闭文件。

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注意几点：

• 删除器必须是一个可调用对象，且接受一个与指针类型兼容的参数。
• 如果不指定删除器类型，编译器无法推导，会导致错误。
• 删除器的调用发生在智能指针析构时，确保资源被正确释放。

shared_ptr如何使用删除器更灵活？

相比unique_ptr，std::shared_ptr对删除器的支持更加灵活。它不需要显式指定删除器类型，而是通过构造函数直接传递删除器对象。

auto handle = open_device(); // 假设这是一个返回设备句柄的函数
std::shared_ptr dev_handle(handle, [](void* h) {
    close_device(h); // 自定义的关闭函数
});

在这个例子中，我们用lambda表达式作为删除器，确保在最后一个引用失效时调用close_device。这种写法非常适合处理非内存资源。

此外，shared_ptr的删除器还可以携带状态，例如：

struct MyDeleter {
    void operator()(int* p) const {
        log("Deleting pointer at %p", p);
        delete p;
    }
};

std::shared_ptr ptr(new int(42), MyDeleter{});

这里我们在删除时加了日志记录功能，方便调试和监控。

实际使用中的一些细节和建议

• 避免捕获外部状态：如果使用lambda作为删除器，尽量不要捕获外部变量，否则可能导致生命周期问题。
• 性能考虑：对于shared_ptr来说，删除器会被复制多次，因此应该保证删除器是轻量级的。
• 资源类型匹配：删除器接受的参数类型要和管理的指针类型匹配，否则编译失败。
• 删除器是否为空：可以检查删除器是否存在或是否为空，但这通常不是必需的。

基本上就这些。自定义删除器虽然看起来只是个“小功能”，但在实际开发中非常实用，尤其是在封装第三方库或系统资源时。掌握好这个技巧，能让你写出更安全、更清晰的C++代码。