std::unique_ptr使用函数作为删除器时出现默认构造不匹配错误

问题场景 #

尝试将自定义普通函数作为std::unique_ptr的删除器时出现编译错误，但之前使用C函数作为删除器能正常工作，需明确问题根源。

示例代码 #

#include <cstdio>
#include <memory>
#include <utility>

using cTYPE = struct {
    int a;
};

void delete_wrapper(cTYPE* ptr)
{
    return free(ptr);
}

cTYPE* new_wrapper()
{
    return static_cast<cTYPE*>(malloc(sizeof(cTYPE)));
}

int main()
{
    auto foo = []() {
        using tmp_storage_type = std::unique_ptr<cTYPE, decltype(delete_wrapper)>;
        static tmp_storage_type obj;
        obj = tmp_storage_type{ new_wrapper(), delete_wrapper };
    };

    foo();    
}

编译报错信息 #

<source>:23:33: note: in instantiation of template class 'std::unique_ptr<cTYPE, void (cTYPE *)>' requested here
        static tmp_storage_type obj;
                                ^
<source>:24:15: error: no matching constructor for initialization of 'tmp_storage_type' (aka 'unique_ptr<cTYPE, void (cTYPE *)>')
        obj = tmp_storage_type{ new_wrapper(), delete_wrapper };

根本原因 #

核心问题在于decltype(delete_wrapper)推导出来的是函数类型void(cTYPE*)，而非函数指针类型void(*)(cTYPE*)。

当std::unique_ptr的删除器模板参数为函数类型时：

• 该模板特化会将删除器存储为函数指针，但函数类型无法默认构造，因此代码中static tmp_storage_type obj;这行尝试默认构造unique_ptr对象时，编译器无法生成合法的默认构造函数。
• 后续赋值语句中，尝试用new_wrapper()返回的指针和delete_wrapper函数值构造临时对象，此时因为删除器类型是函数类型，构造函数要求传递的删除器参数必须匹配函数类型的实例，但函数本身不能直接作为值传递，需隐式转换为指针，而这种情况下构造函数的参数匹配会失败，导致报错。

之前使用C函数能正常工作，大概率是因为当时显式使用了函数指针类型作为删除器，而非直接用函数类型。

解决方法 #

方法1：使用函数指针类型作为删除器 #

将删除器类型改为函数指针，可通过decltype(&delete_wrapper)直接推导，或显式写出指针类型：

// 方式1：用decltype获取函数指针类型
using tmp_storage_type = std::unique_ptr<cTYPE, decltype(&delete_wrapper)>;
// 方式2：显式指定函数指针类型
using tmp_storage_type = std::unique_ptr<cTYPE, void(*)(cTYPE*)>;

修改后，默认构造的unique_ptr会将删除器指针初始化为空，后续赋值时传递delete_wrapper会隐式转换为函数指针，匹配构造函数参数。

方法2：使用Lambda作为删除器 #

Lambda的类型是匿名类类型，符合std::unique_ptr对删除器的要求（可构造、可调用），且无需手动处理指针类型：

auto foo = []() {
    using tmp_storage_type = std::unique_ptr<cTYPE, decltype([](cTYPE* ptr){ free(ptr); })>;
    static tmp_storage_type obj;
    obj = tmp_storage_type{ new_wrapper(), [](cTYPE* ptr){ free(ptr); } };
};

方法3：用std::function包装删除器（不推荐，有性能开销） #

将删除器包装为std::function，牺牲一点性能换取类型灵活性：

using tmp_storage_type = std::unique_ptr<cTYPE, std::function<void(cTYPE*)>>;
static tmp_storage_type obj;
obj = tmp_storage_type{ new_wrapper(), delete_wrapper };

内容的提问来源于stack exchange，提问作者glades