Kann „shared_ptr' ohne virtuelle Destruktoren funktionieren?

Shared_ptr ohne virtuelle Destruktoren: Eine Leistung der Typlöschung

Im Bereich der C-Programmierung ist shared_ptr als Speicherverwaltungstool führend. Seine Fähigkeit, den gemeinsamen Besitz von Objekten effektiv zu handhaben, hat es zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Toolkits des C-Entwicklers gemacht.

Allerdings gibt es ein weit verbreitetes Missverständnis im Zusammenhang mit der Implementierung von shared_ptr. Einige argumentieren, dass dafür polymorphe Klassen mit virtuellen Destruktoren erforderlich sind.

Um diesen Mythos zu zerstreuen, schauen wir uns die Feinheiten der Implementierung von shared_ptr an. Entgegen der landläufigen Meinung kann shared_ptr tatsächlich realisiert werden, ohne dass polymorphe Klassen an virtuelle Destruktoren gebunden sein müssen.

Das Geheimnis liegt in einer Technik, die als „Typlöschung“ bekannt ist. Durch diesen eleganten Mechanismus arbeitet shared_ptr heimlich und verbirgt die Feinheiten seiner internen Abläufe vor der Sicht des Benutzers.

Um dies zu erreichen, verwendet shared_ptr einen Vorlagenkonstruktor, der es ihm ermöglicht, Objekte jeglicher Art, einschließlich dieser, zu verarbeiten denen es an virtuellen Destruktoren mangelt.

Wenn wir uns mit den Grundlagen der Implementierung von shared_ptr befassen, entdecken wir ein Konzept namens „löscht“. Jede shared_ptr-Instanz beherbergt einen Löscher, der nach der Zerstörung von shared_ptr als Master-Orchestrator für die Objektbereinigung dient. Entscheidend ist, dass diese Löschprogramme typspezifisch sind und auf das Löschen von Objekten eines bestimmten Typs zugeschnitten sind.

Wenn Sie shared_ptr beispielsweise einen Zeiger auf ein abgeleitetes Klassenobjekt anvertrauen, erkennt es mit Bedacht den statischen Typ ( Basis) und der dynamische Typ (Abgeleitet) des Objekts. Anschließend erstellt es einen benutzerdefinierten Löscher, der die Feinheiten der Zerstörung von Derived versteht.

Um dies in Aktion zu veranschaulichen, betrachten Sie den folgenden Codeausschnitt:

class Base {};
class Derived : public Base {};

int main() {
  shared_ptr<Base> sp(new Derived);
  // ...
}

Hier nutzt shared_ptr seinen Vorlagenkonstruktor zum Erstellen eine Instanz mit der Verantwortung, das abgeleitete Objekt zu besitzen. In dieser Instanz befindet sich der geheime Löscher, der sorgfältig entwickelt wurde, um das abgeleitete Objekt mit der Geschicklichkeit eines Meisters zu demontieren.

Sobald der Referenzzähler von shared_ptr auf Null sinkt, tritt dieser clevere Löscher in Aktion und ruft den entsprechenden Destruktor auf um sich vom abgeleiteten Objekt zu verabschieden und so ein anmutiges und wohlerzogenes Leben zu gewährleisten Bereinigung.

Der C 11-Standard kodifiziert diese Feinheit und schreibt vor, dass der Vorlagenkonstruktor über ein klar definiertes Verhalten zum Löschen von Zeigern verfügen muss und verhindert, dass Ausnahmen diesen Prozess beeinträchtigen. Darüber hinaus ist festgelegt, dass bei Abwesenheit eines Löschers der Raw-Delete-Operator aufgerufen wird, die Bereinigung durchzuführen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass shared_ptr ein Wunderwerk der Technik ist und demonstriert, wie das Löschen von Typen es in die Lage versetzen kann, Objekte zu verwalten, unabhängig von ihrer polymorphen Natur. Diese Flexibilität, gepaart mit seinen robusten Bereinigungsfunktionen, macht shared_ptr zu einem Eckpfeiler der modernen C-Programmierung.

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