自定义删除器在智能指针中用于灵活扩展资源释放机制。1. 它解决默认delete操作的局限，如处理非new分配内存、系统资源释放、数组释放、额外清理操作及内存池管理；2. 实现方式包括函数指针、仿函数和lambda表达式，均可绑定到unique_ptr或shared_ptr；3. shared_ptr支持共享删除器，确保资源在所有引用销毁后正确释放；4. 使用时需注意性能开销，避免不必要的状态捕获并合理选择实现方式；5. 最佳实践包括匹配分配与释放方式、禁止异常抛出、编译检查及编写清晰文档。
自定义删除器在智能指针中扮演着资源释放的灵活扩展角色。它允许你超越默认的
delete操作，为智能指针提供定制的资源清理方式，从而应对各种复杂的资源管理场景。
资源释放扩展方案
自定义删除器为智能指针提供了一种强大的资源释放机制，它通过允许用户定义资源释放的方式，扩展了智能指针的默认行为。
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为什么需要自定义删除器？默认的delete
不够用吗？
默认情况下，智能指针使用
delete或
delete[]来释放所管理的资源。然而，在许多实际应用中，资源释放并非如此简单。例如：
-
使用非
new
分配的内存： 如果内存不是通过new
分配的，而是通过malloc
或其他方式分配的，那么使用delete
释放会导致未定义行为。 -
管理文件句柄或其他系统资源： 文件句柄、网络套接字等系统资源需要使用特定的函数（如
fclose
、closesocket
）来释放。 -
释放指向数组的指针： 默认的
delete
只能释放单个对象，而不能释放通过new[]
分配的数组。 - 需要在释放前执行额外的清理操作： 在某些情况下，需要在释放资源之前执行一些额外的清理操作，例如关闭数据库连接、释放锁等。
- 使用自定义内存池： 当使用自定义内存池时，需要使用内存池提供的释放函数来释放内存。
自定义删除器可以解决这些问题，它允许你指定一个函数或函数对象，该函数或函数对象将在智能指针销毁时被调用，从而释放所管理的资源。
如何实现自定义删除器？代码示例胜于雄辩
实现自定义删除器的方式有很多种，最常见的是使用函数指针、函数对象（仿函数）或Lambda表达式。
1. 使用函数指针：
#include <iostream>
#include <memory>
void my_deleter(int* ptr) {
std::cout << "Deleting memory allocated with malloc." << std::endl;
free(ptr); // 假设 ptr 是通过 malloc 分配的
}
int main() {
int* data = (int*)malloc(sizeof(int));
if (data == nullptr) {
return 1;
}
*data = 10;
std::unique_ptr<int, void(*)(int*)> smart_ptr(data, my_deleter);
// smart_ptr 超出作用域时，my_deleter 将会被调用
return 0;
}2. 使用函数对象（仿函数）：
#include <iostream>
#include <memory>
struct MyDeleter {
void operator()(int* ptr) const {
std::cout << "Deleting memory using custom deleter." << std::endl;
delete ptr;
}
};
int main() {
std::unique_ptr<int, MyDeleter> smart_ptr(new int(20));
// smart_ptr 超出作用域时，MyDeleter 的 operator() 将会被调用
return 0;
}3. 使用Lambda表达式：
#include <iostream>
#include <memory>
int main() {
std::unique_ptr<int, std::function<void(int*)>> smart_ptr(
new int(30),
[](int* ptr) {
std::cout << "Deleting memory using lambda." << std::endl;
delete ptr;
}
);
// smart_ptr 超出作用域时，lambda 表达式将会被调用
return 0;
}这些示例展示了如何使用不同的方式来定义自定义删除器，并将其与
unique_ptr关联。
shared_ptr也可以使用自定义删除器，但语法略有不同。
shared_ptr
的自定义删除器：更进一步的应用
shared_ptr的自定义删除器更加灵活，它允许在多个
shared_ptr实例之间共享同一个删除器。这在管理共享资源时非常有用。
#include <iostream>
#include <memory>
void file_closer(FILE* fp) {
std::cout << "Closing file." << std::endl;
fclose(fp);
}
int main() {
FILE* fp = fopen("example.txt", "w");
if (fp == nullptr) {
perror("Error opening file");
return 1;
}
std::shared_ptr<FILE> file_ptr(fp, file_closer);
// 多个 shared_ptr 可以共享同一个 file_ptr，并在最后一个 shared_ptr 销毁时调用 file_closer
return 0;
}在这个例子中，
file_closer函数用于关闭文件句柄。
shared_ptr确保在所有指向该文件句柄的
shared_ptr实例都销毁后，
file_closer会被调用。
自定义删除器的性能考量：避免不必要的开销
虽然自定义删除器提供了很大的灵活性，但也需要注意性能开销。特别是当使用Lambda表达式作为删除器时，Lambda表达式可能会捕获一些状态，这会导致智能指针的大小增加。
- 避免捕获不必要的变量： 如果Lambda表达式不需要捕获任何状态，可以将其转换为函数指针，从而避免额外的开销。
- 使用函数对象代替Lambda表达式： 函数对象通常比Lambda表达式更有效率，因为它们没有捕获状态的开销。
-
考虑使用
std::function
：std::function
可以存储任何可调用对象，但它也有一定的性能开销。如果性能是关键，可以考虑使用函数指针或函数对象。
自定义删除器的最佳实践：让代码更清晰、更安全
-
确保删除器与资源的分配方式匹配： 如果资源是通过
malloc
分配的，那么删除器应该使用free
来释放资源。 -
避免在删除器中抛出异常： 在删除器中抛出异常会导致程序崩溃。如果需要在删除器中处理异常，应该使用
try-catch
块来捕获异常，并进行适当的处理。 -
使用
static_assert
进行编译时检查： 可以使用static_assert
来确保删除器的类型与智能指针的类型匹配。 - 编写清晰的文档： 应该编写清晰的文档来描述自定义删除器的作用和使用方法。
总而言之，自定义删除器是智能指针的一个强大特性，它允许你灵活地管理各种类型的资源。通过合理地使用自定义删除器，可以提高代码的安全性、可维护性和可扩展性。
