面试题：C++ std::unique_ptr自定义删除器与资源管理优化

Question

考虑一个场景，你需要使用std::unique_ptr管理一个动态分配的数组，并且希望在释放数组时执行特定的清理操作，如将数组中的所有元素设置为0后再释放内存。请实现这个功能，要求自定义删除器能够正确处理不同大小的数组，并且在性能上尽量优化。

Answer 1

#include <iostream>
#include <memory>

// 自定义删除器
struct ArrayCleaner {
    void operator()(int* ptr) const {
        if (ptr) {
            // 假设数组大小存储在第一个元素（仅为示例，实际可能需要其他方式获取大小）
            int size = *ptr;
            for (int i = 1; i <= size; ++i) {
                ptr[i] = 0;
            }
            delete[] ptr;
        }
    }
};

int main() {
    // 使用std::unique_ptr管理动态分配的数组，并使用自定义删除器
    std::unique_ptr<int, ArrayCleaner> arr(new int[5 + 1]());
    // 假设数组第一个元素存储数组大小
    arr[0] = 5; 
    for (int i = 1; i <= arr[0]; ++i) {
        arr[i] = i;
    }

    // 当arr离开作用域时，自定义删除器会执行清理操作
    return 0;
}

1. 自定义删除器 ArrayCleaner：
   • 重载 () 运算符，使其能够像函数一样被调用。
   • 在删除指针之前，先将数组中的元素设置为0，然后再释放内存。这里假设数组的大小信息存储在数组的第一个元素（实际中可能需要更健壮的方式来获取数组大小，比如额外的变量记录等）。
2. main 函数：
   • 使用 std::unique_ptr 管理动态分配的数组，并指定 ArrayCleaner 作为删除器。
   • 给数组赋值，然后当 arr 离开作用域时，自定义删除器会自动调用，完成清理操作。

这样可以满足使用 std::unique_ptr 管理动态分配数组，并在释放时执行特定清理操作的需求，同时在性能上相对优化（仅在释放时额外遍历一次数组设置元素为0）。如果实际中数组大小有更合适的记录方式，代码可以进一步优化。