std::unique_ptr是否支持花式指针？其空指针检测为何不一致？

问题1：std::unique_ptr仅能管理普通指针，还是也支持花式指针（类指针类型）？ #

std::unique_ptr完全支持花式指针（类指针类型），这是C++标准刻意设计的核心特性之一。对于文件句柄、套接字这类非堆内存资源，花式指针可以封装资源的状态（比如是否有效）和操作逻辑，配合自定义删除器，就能让unique_ptr像管理普通指针一样安全地管理这类资源——这正是unique_ptr作为"通用资源管理器"的设计初衷，不存在限制它只支持普通指针的理由。

问题2：为何std::unique_ptr管理的指针的空值检测方式不一致？ #

在GCC的std::unique_ptr实现中，确实存在空值检测逻辑不统一的问题：

• 析构函数中使用 if (__ptr != nullptr)
• reset()函数中使用 if (__old_p)
• operator bool()中使用 return get() == pointer() ? false : true;

这种不一致会对自定义指针类型提出多重不必要的要求：

• 必须重载bool operator ==(pointer, nullptr_t)
• 必须提供operator bool()
• 必须重载bool operator ==(pointer, pointer)

从语义上来说，自定义指针类型只需要满足其中一种空值判断逻辑就足够，多重要求属于冗余设计。

示例问题代码 #

#include <memory>

using namespace std;

class File {
    FILE * pf_ = nullptr;
public:
    File() = default;
    File(const char * pathname) { /*...*/ };
    void Close() { /*...*/ };

    // 所有这些重载都是让std::unique_ptr正常工作所必需的
    explicit operator bool() const { return pf_ == nullptr; }
    bool operator ==(nullptr_t) const { return pf_ == nullptr; }
    bool operator ==(File) const { /*...*/ return true; };
};

struct FileCloser {
    using pointer = File;
    void operator ()(File p) const { p.Close(); }
};

int main() {
    using FilePtr = unique_ptr<File, FileCloser>;
    FilePtr p(File("./abc"));
    if(p)
        p.reset();
}

统一空值检测的解决方案 #

可以通过添加一个编译期判断的静态成员函数，统一所有场景下的空值检测逻辑，只要求自定义指针类型满足其中一种空值判断条件即可：

template<typename T, typename D = std::default_delete<T>>
class unique_ptr
{
// ...
private:
    static constexpr bool __test_p(pointer p) noexcept {
        if constexpr (std::is_convertible_v<pointer, bool>)
            return bool(p);
        else if constexpr (requires {{ p != nullptr} -> std::convertible_to<bool>; })
            return p != nullptr;
        else
            return p != pointer();
    }
// ...
};

这个方案会按优先级依次尝试：先检查是否能转换为bool，再检查是否能和nullptr比较，最后回退到和默认构造的空指针比较，完美适配不同自定义指针类型的实现，避免了冗余的重载要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DoZerg