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C++：delete不完整类型的指针

发表于 更新于

简单版

以下代码编译时会有warning：

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class X;

void foo(X* x) {
    delete x;
}

在GCC4.1.2下，编译出错信息是：

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warning: possible problem detected in invocation of delete operator:
warning: ‘x’ has incomplete type
warning: forward declaration of ‘struct X’
note: neither the destructor nor the class-specific operator delete will be called, even if they are declared when the class is defined.

这是因为在foo里，编译器看不到X的完整类型，没办法确定两件事情：

  1. X有没有自定义的析构函数（准确的说，有没有non-trivial的析构函数）。
  2. X有没有自定义的operator delete函数。

在不确定这两件事情的情况下，编译器只能按最普通的方式去处理delete x：

  1. 不调用任何析构函数。
  2. 调用全局的operator delete，通常来说就是直接释放内存。

日常版

有一个我们平常会遇到的场景，就会触发上面这个问题。

以下是由三个文件组成的一个工程，其中用到了’pImpl’方法来隐藏实现，因此在接口类中放了一个std::auto_ptr，很简单：

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// test.h
#include <memory>

class A {
    class Impl;
public:
    A();
    void Func();
private:
    std::auto_ptr<Impl> mImpl;
};

// test.cpp
#include "test.h"
#include <iostream>

class A::Impl {
public:
    void Func() {
        std::cout << "Func" << std::endl;
    }
};

A::A(): mImpl(new Impl) {}

void A::Func() {
    mImpl->Func();
}

// main.cpp

#include "test.h"

int main() {
    A a;
    a.Func();
}

看起来很正常，但编译时有warning：

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$g++ test.cpp main.cpp
In destructor ‘std::auto_ptr<_Tp>::~auto_ptr() [with _Tp = A::Impl]’:
test.h:4:   instantiated from here
warning: possible problem detected in invocation of delete operator:
warning: invalid use of undefined type ‘struct A::Impl’
test.h:5: warning: forward declaration of ‘struct A::Impl’
note: neither the destructor nor the class-specific operator delete will be called, even if they are declared when the class is defined.

和前面说的warning信息完全一致，看起来也是在调用delete时出的问题。但哪里调用了delete呢？

答案是std::auto_ptr。

上面的代码中，我们没有给class A手动写一个析构函数，因为编译器自动生成的析构函数就是我们要的：析构时把mImpl析构掉。

那么自动生成的析构函数长什么样子呢？大概是：

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A::~A() {
    mImpl.~auto_ptr();
}

展开了基本就是一句delete：

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A::~A() {
    delete mImpl._M_ptr;
}

这个析构函数的位置在哪呢？C++标准里说会把自动生成的类成员函数放在类的定义中，那么就是在test.h中。

问题清楚了：我们在编译main.cpp时，看不到A::Impl的完整定义，但却有一个自动生成的A::~A，其中delete了一个不完整的类对象！

解法

手动写一个A的析构函数，位置要在能看到A::Impl完整定义的地方，也就是test.cpp：

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```cpp
// test.h
#include <memory>

class A {
    class Impl;
public:
    A();
    ~A();
    void Func();
private:
    std::auto_ptr<Impl> mImpl;
};

// test.cpp
#include "test.h"
#include <iostream>

class A::Impl {
public:
    void Func() {
        std::cout << "Func" << std::endl;
    }
};

A::A(): mImpl(new Impl) {}
A::~A() {}

void A::Func() {
    mImpl->Func();
}

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