Почему работают std:: shared ptr

shared_ptr<T> логически [*] имеет (по крайней мере) два релевантных члена данных:

• указатель на управляемый объект
• указатель на функцию deleter, которая будет использоваться для ее уничтожения.

Функция делетера Вашего shared_ptr<Test>, учитывая способ ее построения, является нормальной для Test, которая преобразует указатель в Test* и deletes.

Когда вы толкаете свой shared_ptr<Test> в вектор shared_ptr<void>, оба из них скопированы, хотя первый преобразуется в void*.

Таким образом, когда элемент вектора уничтожается, забирая с собой последнюю ссылку, он передает указатель на делетер, который уничтожает его правильно.

Это на самом деле немного сложнее, чем это, потому что shared_ptr может принимать deleter функтор, а не просто функцию, так что могут даже быть данные для каждого объекта, которые будут храниться, а не просто указатель функции. Но для этого случая нет таких дополнительных данных, достаточно было бы просто хранить указатель на экземпляр функции шаблона с параметром шаблона, который фиксирует тип, через который указатель должен быть удален.

[*] логически в том смысле, что он имеет к ним доступ - они могут быть не членами самого shared_ptr, а вместо некоторого узла управления, на который он указывает.

Он работает, потому что использует стирание типов.

В принципе, когда вы строите shared_ptr, он передает один дополнительный аргумент (который вы действительно можете предоставить, если хотите), который является функтором deleter.

Этот функтор по умолчанию принимает в качестве аргумента указатель на тип, который вы используете в shared_ptr, таким образом void здесь, приводит его соответствующим образом к статическому типу, который вы использовали test здесь, и вызывает деструктор для этого объекта. Любая достаточно развитая наука ощущается как магия, не так ли ?

Конструктор shared_ptr<T>(Y *p) действительно вызывает shared_ptr<T>(Y *p, D d), где d - автоматически сгенерированный делетер для объекта.

Когда это происходит, тип объекта Y известен, поэтому делетер для этого объекта shared_ptr знает, какой деструктор вызывать, и эта информация не теряется, когда указатель хранится в векторе shared_ptr<void>.

Действительно, спецификации требуют, чтобы для объекта receving shared_ptr<T>, чтобы принять объект shared_ptr<U>, было верно, что и U* должны быть неявно преобразуется в T*, и это, безусловно, имеет место с T=void, потому что любой указатель может быть преобразован в void* неявно. Ничего не сказано о deleter, который будет недействительным, так что действительно спецификации предписывают, что это будет работать правильно.

Технически IIRC a shared_ptr<T> содержит указатель на скрытый объект, который содержит счетчик ссылок и указатель на фактический объект; сохраняя deleter в этой скрытой структуре, можно сделать эту внешне волшебную функцию работа при сохранении размера shared_ptr<T> как обычного указателя (однако разыменование указателя требует двойной косвенности

shared_ptr -> hidden_refcounted_object -> real_object

Я собираюсь ответить на этот вопрос (2 года спустя), используя очень упрощенную реализацию shared_ptr, которую пользователь поймет.

Сначала я перейду к нескольким боковым классам, shared_ptr_base, sp_counted_base sp_counted_impl и checked_deleter, последний из которых является шаблоном.

class sp_counted_base
{
 public:
    sp_counted_base() : refCount( 1 )
    {
    }

    virtual ~sp_deleter_base() {};
    virtual void destruct() = 0;

    void incref(); // increases reference count
    void decref(); // decreases refCount atomically and calls destruct if it hits zero

 private:
    long refCount; // in a real implementation use an atomic int
};

template< typename T > class sp_counted_impl : public sp_counted_base
{
 public:
   typedef function< void( T* ) > func_type;
    void destruct() 
    { 
       func(ptr); // or is it (*func)(ptr); ?
       delete this; // self-destructs after destroying its pointer
    }
   template< typename F >
   sp_counted_impl( T* t, F f ) :
       ptr( t ), func( f )

 private:

   T* ptr; 
   func_type func;
};

template< typename T > struct checked_deleter
{
  public:
    template< typename T > operator()( T* t )
    {
       size_t z = sizeof( T );
       delete t;
   }
};

class shared_ptr_base
{
private:
     sp_counted_base * counter;

protected:
     shared_ptr_base() : counter( 0 ) {}

     explicit shared_ptr_base( sp_counter_base * c ) : counter( c ) {}

     ~shared_ptr_base()
     {
        if( counter )
          counter->decref();
     }

     shared_ptr_base( shared_ptr_base const& other )
         : counter( other.counter )
     {
        if( counter )
            counter->addref();
     }

     shared_ptr_base& operator=( shared_ptr_base& const other )
     {
         shared_ptr_base temp( other );
         std::swap( counter, temp.counter );
     }

     // other methods such as reset
};

Теперь я собираюсь создать две "свободные" функции с именем make_sp_counted_impl, которые будут возвращать указатель на вновь созданный.

template< typename T, typename F >
sp_counted_impl<T> * make_sp_counted_impl( T* ptr, F func )
{
    try
    {
       return new sp_counted_impl( ptr, func );
    }
    catch( ... ) // in case the new above fails
    {
        func( ptr ); // we have to clean up the pointer now and rethrow
        throw;
    }
}

template< typename T > 
sp_counted_impl<T> * make_sp_counted_impl( T* ptr )
{
     return make_sp_counted_impl( ptr, checked_deleter<T>() );
}

Хорошо, эти две функции являются существенными о том, что произойдет дальше, когда вы создадите shared_ptr с помощью шаблонной функции.

template< typename T >
class shared_ptr : public shared_ptr_base
{

 public:
   template < typename U >
   explicit shared_ptr( U * ptr ) :
         shared_ptr_base( make_sp_counted_impl( ptr ) )
   {
   }

  // implement the rest of shared_ptr, e.g. operator*, operator->
};

Обратите внимание, что происходит выше, если T является пустым, а U-вашим "тестовым" классом. Он вызовет функцию make_sp_counted_impl () с указателем на U, а не на T. управление уничтожением осуществляется здесь. Класс shared_ptr_base управляет подсчетом ссылок в отношении копирования и присвоения и т. д. Класс shared_ptr сам управляет безопасным для типов использованием перегрузок операторов (->, * прием).

Таким образом, хотя у вас есть shared_ptr для void, под ним вы управляете указателем типа, который вы передали в new. Обратите внимание, что если вы преобразуете указатель в void*, прежде чем поместить его в shared_ptr, он не сможет скомпилироваться на checked_delete, так что вы на самом деле в безопасности там тоже.

Test* неявно преобразуется в void*, следовательно, shared_ptr<Test> неявно преобразуется в shared_ptr<void>, из памяти. Это работает, потому что shared_ptr предназначен для управления разрушением во время выполнения,а не во время компиляции, они будут внутренне использовать наследование, чтобы вызвать соответствующий деструктор, как это было во время выделения.