C++中如何让不同删除器的std::unique_ptr兼容并存入指定数组

问题1 实现删除器兼容的方案 #

std::unique_ptr的删除器是其类型的组成部分，两种携带不同删除器类型的unique_ptr默认属于完全独立的类型，无法直接互相赋值。要实现需求有两种可行方案：

方案1：给目标删除器增加转换适配

首先修正删除器的定义（你当前的operator()缺少指针入参，不符合unique_ptr对删除器的要求），给deleter<ALLOC>增加empty_deleter的转换构造，同时增加空逻辑标识：

template<typename ALLOC>
class deleter {
public:
    // 支持从empty_deleter隐式转换
    template<typename T>
    deleter(const empty_deleter<T>&) noexcept : m_is_empty(true) {}
    // 原有默认构造，用于普通删除场景
    explicit deleter(ALLOC alloc = ALLOC()) noexcept : m_alloc(std::move(alloc)), m_is_empty(false) {}

    void operator()(T* ptr) const {
        if (m_is_empty) return;
        // 原有删除逻辑：先析构对象再释放内存
        std::allocator_traits<ALLOC>::destroy(m_alloc, ptr);
        m_alloc.deallocate(ptr, 1);
    }
private:
    ALLOC m_alloc;
    bool m_is_empty;
};

赋值时需要显式转移指针所有权，构造目标类型的unique_ptr：

std::unique_ptr<T, empty_deleter<T>> empty_ptr = /* 待存入的指针对象 */;
// 构造目标类型后存入数组
storage[i] = std::unique_ptr<T, deleter<std::allocator<T>>>(
    empty_ptr.release(), 
    empty_deleter<T>{}
);

方案2：用类型擦除统一删除器类型

将存储数组的删除器统一替换为类型擦除后的std::function<void(T*)>，不需要修改原有删除器的定义就可以兼容所有符合签名的删除器：

// 修改数组的元素定义
std::array<std::unique_ptr<T, std::function<void(T*)>>, 数组长度> storage;

// 存入带empty_deleter的指针
std::unique_ptr<T, empty_deleter<T>> empty_ptr = /* 待存入对象 */;
storage[i] = std::unique_ptr<T, std::function<void(T*)>>(
    empty_ptr.release(),
    empty_deleter<T>{}
);

// 普通带deleter的指针也可以直接存入
std::unique_ptr<T, deleter<std::allocator<T>>> normal_ptr = /* 普通指针对象 */;
storage[i] = std::unique_ptr<T, std::function<void(T*)>>(
    normal_ptr.release(),
    deleter<std::allocator<T>>{}
);

问题2 删除逻辑的调用规则 #

赋值完成后触发删除时，调用的是目标unique_ptr声明的删除器类型，也就是deleter<allocator<T>>的operator()。
原因是std::unique_ptr的删除器采用值语义存储：当你把携带empty_deleter的unique_ptr转换为目标类型时，会先以empty_deleter为入参构造一个deleter<allocator<T>>的实例，这个新的删除器实例会被存入目标unique_ptr，删除时只会调用该实例的operator()，原empty_deleter实例不会被保留。
如果你采用方案1的适配逻辑，目标删除器会根据m_is_empty标识走空分支，符合预期；如果没有做适配直接强制转换，会直接执行deleter<allocator<T>>原有的析构+释放逻辑，引发未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Martin Kopecký