面试题：C++ 中 std::unique_ptr 管理多态对象数组的问题及解决

Question

当使用 std::unique_ptr 管理多态对象数组时，会遇到什么问题？如何解决这个问题？请详细阐述原理，并提供示例代码。

Answer 1

1. 问题：
   • 当使用std::unique_ptr管理多态对象数组时，由于std::unique_ptr默认的删除器使用delete而不是delete[]，在析构数组时会导致未定义行为。因为delete用于释放单个对象，delete[]用于释放数组对象，对数组对象使用delete会造成内存错误。
2. 解决方法：
   • 可以自定义删除器，让std::unique_ptr使用delete[]来释放数组。
3. 原理：
   • std::unique_ptr的第二个模板参数是删除器类型。通过提供一个使用delete[]的删除器，我们可以确保在std::unique_ptr析构时，多态对象数组能被正确释放。
4. 示例代码：

#include <iostream>
#include <memory>

class Base {
public:
    virtual ~Base() { std::cout << "Base destructor" << std::endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() { std::cout << "Derived destructor" << std::endl; }
};

// 自定义删除器
struct ArrayDeleter {
    template <typename T>
    void operator()(T* ptr) const {
        delete[] ptr;
    }
};

int main() {
    // 使用自定义删除器的std::unique_ptr管理多态对象数组
    std::unique_ptr<Base, ArrayDeleter> arr(new Derived[3]);

    return 0;
}

在上述代码中：

• 定义了基类Base和派生类Derived，都有虚析构函数。
• 定义了一个自定义删除器ArrayDeleter，它使用delete[]来释放对象。
• 在main函数中，使用std::unique_ptr<Base, ArrayDeleter>来管理Derived对象数组，这样在std::unique_ptr析构时，会调用自定义删除器正确释放数组内存。