使用带有自定义释放器的 std::unique_ptr 来包装原始指针

Posted 2023-03-12

【中文标题】使用带有自定义释放器的 std::unique_ptr 来包装原始指针

【英文标题】：Using std::unique_ptr with a custom deallocator for wrapping raw pointers

【发布时间】：2012-06-26 23:13:00

【问题描述】：

我正在尝试将libsvm 用于某个复杂的应用程序，并且由于 libsvm 主要是一个 C 库，因此在加载某些数据后必须使用自定义 API 函数来释放内存。这就是我的意思：

struct svm_model *model;
model = svm_load_model("path to model file");

//do some processing

svm_free_and_destroy_model(&this->model);

这些是我使用的 libsvm API 函数的定义：

struct svm_model *svm_load_model(const char *model_file_name);
void svm_free_and_destroy_model(struct svm_model **model_ptr_ptr);

虽然这工作得很好，但如果在我处理模型数据时发生异常，那么我最终会出现内存泄漏。为了防止这种情况，我将上面的代码封装在一个类中，在构造函数中调用svm_load_model，在析构函数中调用svm_free_and_destroy_model。

现在，由于我们处于智能指针的时代，我想变得更有创意，并且，不知何故，将模型变量声明为std::unique_ptr，将指针设置为svm_free_and_destroy_model 作为自定义解除分配器，但不幸的是，我无法弄清楚这样的事情是否可行。目前，我什至无法编译它，我只是在黑暗中拍摄。以下是我认为它应该如何工作：

std::unique_ptr<struct svm_model *, /* what should I add here? */ > model (svm_load_model("path to model file"), svm_free_and_destroy_model);

【问题讨论】：

我理解您使用 C++ 中所有出色功能的动机，但您之前的解决方案确实没有任何问题。有时简单的答案是最好的。

@Mark Ransom：他之前的解决方案的问题是模型在遇到异常时会泄漏。没有用 try... catch(...) if(model) free(model); 包装所有代码扔; 如果（模型）免费（模型）；

@K-ballo，我指的解决方案是这个，它没有泄漏问题，因为它本质上是一个自制的智能指针：“为了防止这种情况，我包装了上面的代码在一个类中，我在构造函数中调用 svm_load_model，在析构函数中调用 svm_free_and_destroy_model。"

@K-ballo 不一定； OP 说他已经为 libsvm 调用创建了一个 RAII 样式的包装器，它应该可以防止泄漏。就个人而言，我发现这种方法在使用 C API 时更有用，因为这样您就可以为所有模型处理调用创建转发函数作为 RAII 包装器中的成员函数。

另外，我想了解如何在实践中使用 C++ 的高级特性。阅读示例很好，但是当您真正尝试实现它们时，它会变得非常非常困难......

【参考方案1】：

std::unique_ptr 的类型参数必须是 T，而不是 T *。使用 lambda 调用删除函数。

std::unique_ptr<svm_model, void(*)(svm_model *)> 
  p( svm_load_model( "path_to_model" ), 
     []( svm_model *mdl )  
       svm_free_and_detroy_model( &mdl ); 
      
   );

由于 VS2010 没有实现无状态 lambda 到函数指针的转换，您必须使用 std::function 才能使其工作。

std::unique_ptr<svm_model, std::function<void(svm_model*)>>
  p( svm_load_model("path_to_model"), 
     []( svm_model *mdl ) 
       svm_free_and_destroy_model( &mdl );
     
   );

【讨论】：

这是一个非常有趣的方法，但是我收到关于构造函数的第一个参数的错误：error C2664: 'std::unique_ptr<_Ty,_Dx>::unique_ptr(svm_model *,void (__cdecl *const &)(svm_model *&))' : cannot convert parameter 1 from 'svm_model *' to 'svm_model *'

@MihaiTodor 当我在所有函数调用中使用struct svm_model 时，我遇到了类似的错误，但是通过删除struct 能够摆脱它们……不知道为什么。此外，我发布的解决方案在 VS2010 中不起作用，因为它没有实现无状态 lambda 到函数指针的转换。我将添加另一个应该也可以工作的解决方案。

我认为你在这里犯了一个错误[]( svm_load_model *mdl )，应该是[]( svm_model *mdl )，但它有效，也很有意义。不过，我还有一个问题：如果 svm_load_model 返回 NULL 会发生什么？我该如何测试呢？

@MihaiTodor 哎呀，复制粘贴错误，已修复。您可以在构造unique_ptr后使用if(!p) throw something; 检查nullptr

@MihaiTodor 成员变量p 的类型将是std::unique_ptr<svm_model, void(*)(svm_model *)>（或std::function 变体）。然后，您可以使用对svm_load_model 的调用并提供删除器lambda 在构造函数的初始化列表中对其进行初始化。默认情况下，unique_ptr 将内部指针初始化为nullptr，但我不确定自定义删除器的情况，但 VS2010 编译成功。稍后要对其进行初始化，您必须创建一个相同类型的临时unique_ptr 并将std::move 它放入p

【参考方案2】：

unique_ptr 的 deleter 应该是一个只接受一个指针的函数，而不是一个指向指针的指针。你可以试试：

void svm_deleter(svm_model*& model)

    svm_free_and_detroy_model(&model);


....

std::unique_ptr< svm_model, void(*)(svm_model*&) >(
    svm_load_model("path to model file")
  , &svm_deleter
);

【讨论】：

我收到关于构造函数的第一个参数的错误：error C2664: 'std::unique_ptr<_Ty,_Dx>::unique_ptr(svm_model *,void (__cdecl *const &)(svm_model *&))' : cannot convert parameter 1 from 'svm_model *' to 'svm_model *'

@Mihai Todor：这是一个奇怪的错误...尝试从删除函数和 unique_ptr 声明中删除引用。

我认为这可能是由一些 Visual Studio 2010 编译器问题引起的......而且显然不是由删除器构造引起的。