C++20前std::unique_ptr如何对lambda闭包应用EBO？

测试代码 #

#include <memory>
#include <cstdio>

int main(){
    auto x1 = [](int *p){ delete(p); };
    auto ptr = std::unique_ptr<int, decltype(x1)>(new int{1}, x1);
    printf("%zu\n", sizeof(ptr)); // 输出8，看似出乎意料
}

问题核心 #

测试代码中使用lambda作为删除器的std::unique_ptr实例大小为8字节，结合已知信息：

• 空基类优化(EBO)可通过继承空基类避免额外占用对象内存
• 微软STL中std::unique_ptr通过_Compressed_pair存储删除器与指针，该类特化版本会在第一个类型为空且非final时继承它

存在疑问：C++20前lambda闭包类型无默认构造函数，继承该类型的_Compressed_pair如何实例化？std::unique_ptr又如何对闭包应用EBO？

解答 #

1. 核心逻辑：无需默认构造，靠拷贝构造初始化 #

lambda闭包类型没有默认构造函数，但**_Compressed_pair不需要默认构造它**——因为std::unique_ptr的构造是从外部传入已构造完成的lambda实例的：

• 当你调用std::unique_ptr<int, decltype(x1)>(new int{1}, x1)时，已经把现成的lambda对象x1传给了构造函数
• _Compressed_pair会通过拷贝构造来初始化继承的lambda基类部分，而不是依赖默认构造。这里的lambda是空捕获，闭包类型支持拷贝构造，完全满足需求

2. EBO的具体应用 #

因为当前lambda是空捕获的闭包类型，属于空类型（没有非静态数据成员），所以_Compressed_pair会触发特化逻辑，直接继承这个lambda闭包类型：

• 空基类优化生效后，继承的空类型不会占用额外内存空间
• _Compressed_pair的总大小就等于存储指针的大小（64位系统下为8字节），因此整个std::unique_ptr实例的大小就是8字节

3. 关于C++20前lambda的限制 #

C++20前lambda确实没有默认构造函数，但这只会限制默认构造_Compressed_pair或std::unique_ptr的场景，不会影响用已存在的lambda实例进行拷贝构造的情况。而std::unique_ptr带删除器参数的构造函数，正好是用传入的删除器实例初始化内部的_Compressed_pair，完美绕开了默认构造的需求

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Paoer111