Чому shared_ptr <void> легальний, а unique_ptr <void> неправильно сформований?

Питання справді вкладається в заголовок: мені цікаво знати, в чому полягає технічна причина цієї різниці, а також обгрунтування?

std::shared_ptr<void> sharedToVoid; // legal;
std::unique_ptr<void> uniqueToVoid; // ill-formed;

Це тому, що std::shared_ptrреалізує стирання типів, тоді як std::unique_ptrні.

Оскільки std::shared_ptrреалізовано стирання типів, воно також підтримує ще одну цікаву властивість, а саме. йому не потрібен тип видалювача як аргумент типу шаблону для шаблону класу. Подивіться на їх декларації:

template<class T,class Deleter = std::default_delete<T> > 
class unique_ptr;

який має Deleterпараметр типу, а

template<class T> 
class shared_ptr;

не має його.

Тепер питання полягає в тому, чому shared_ptrвиконується стирання типів? Ну, він робить це, тому що він повинен підтримувати підрахунок посилань, і щоб підтримати це, він повинен виділити пам'ять з купи, і оскільки він повинен розподілити пам'ять у будь-якому випадку, він робить ще один крок далі і реалізує стирання типів - для чого потрібна купа виділення теж. Отже, в основному це просто опортунізм!

Через стирання типу std::shared_ptrздатний підтримувати дві речі:

• Він може зберігати об'єкти будь-якого типу void*, проте він все ще може правильно видаляти об'єкти при знищенні , правильно викликаючи їх деструктор .
• Тип видаляча не передається як аргумент типу шаблону класу, що означає трохи свободи без шкоди для типової безпеки .

Гаразд Це все про те, як std::shared_ptrпрацює.

Тепер питання в тому, чи можна std::unique_ptrзберігати об’єкти як void* ? Ну, відповідь так, за умови, що ви передаєте відповідний видаляч як аргумент. Ось одна з таких демонстрацій:

int main()
{
    auto deleter = [](void const * data ) {
        int const * p = static_cast<int const*>(data);
        std::cout << *p << " located at " << p <<  " is being deleted";
        delete p;
    };

    std::unique_ptr<void, decltype(deleter)> p(new int(959), deleter);

} //p will be deleted here, both p ;-)

Результат ( онлайн-демонстрація ):

959 located at 0x18aec20 is being deleted

Ви задали дуже цікаве питання в коментарі:

У моєму випадку мені знадобиться видаляч типів, але це теж можливо (ціною деякого розподілу купи). По суті, чи означає це, що насправді існує нішеве місце для розумного вказівника 3-го типу: ексклюзивний розумний вказівник із стиранням типу.

на що @Steve Jessop запропонував таке рішення,

Я ніколи насправді не пробував цього, але, можливо, ви могли б досягти цього, використовуючи відповідний std::functionтип видалення з unique_ptr? Припустимо, що насправді це працює, тоді ви закінчите, ексклюзивне право власності та видалений тип.

Слідуючи цій пропозиції, я реалізував це (хоча воно не використовує, std::functionоскільки не видається необхідним):

using unique_void_ptr = std::unique_ptr<void, void(*)(void const*)>;

template<typename T>
auto unique_void(T * ptr) -> unique_void_ptr
{
    return unique_void_ptr(ptr, [](void const * data) {
         T const * p = static_cast<T const*>(data);
         std::cout << "{" << *p << "} located at [" << p <<  "] is being deleted.\n";
         delete p;
    });
}

int main()
{
    auto p1 = unique_void(new int(959));
    auto p2 = unique_void(new double(595.5));
    auto p3 = unique_void(new std::string("Hello World"));
}  

Результат ( онлайн-демонстрація ):

{Hello World} located at [0x2364c60] is being deleted.
{595.5} located at [0x2364c40] is being deleted.
{959} located at [0x2364c20] is being deleted.

Сподіваюся, що це допомагає.

Одне з обґрунтувань є в одному з багатьох випадків використання shared_ptr- а саме як індикатор протягом усього життя або сторожовий.

Про це згадувалося в оригінальній документації про підвищення:

auto register_callback(std::function<void()> closure, std::shared_ptr<void> pv)
{
    auto closure_target = { closure, std::weak_ptr<void>(pv) };
    ...
    // store the target somewhere, and later....
}

void call_closure(closure_target target)
{
    // test whether target of the closure still exists
    auto lock = target.sentinel.lock();
    if (lock) {
        // if so, call the closure
        target.closure();
    }
}

Де closure_targetщось подібне:

struct closure_target {
    std::function<void()> closure;
    std::weak_ptr<void> sentinel;
};

Абонент реєструє зворотний виклик приблизно так:

struct active_object : std::enable_shared_from_this<active_object>
{
    void start() {
      event_emitter_.register_callback([this] { this->on_callback(); }, 
                                       shared_from_this());
    }

    void on_callback()
    {
        // this is only ever called if we still exist 
    }
};

оскільки shared_ptr<X>завжди є конвертованим shared_ptr<void>, event_emitter тепер може блаженно не знати про тип об’єкта, до якого він повертається.

Ця домовленість звільняє абонентів випромінювача подій від обов'язку обробляти випадки перетину (що робити, якщо зворотний виклик потрапляє в чергу, чекаючи дії, поки active_object зникає?), А також означає, що немає необхідності синхронізувати відписку. weak_ptr<void>::lockє синхронізованою операцією.