std::unique_ptr 是否在其析构函数中将其底层指针设置为 nullptr？

Question

在实现我自己的unique_ptr （只是为了好玩）时，我发现它无法从libstdcxx传递这个测试文件：

struct A;

struct B
{
  std::unique_ptr<A> a;
};

struct A
{
  B* b;
  ~A() { VERIFY(b->a != nullptr); }
};

void test01()
{
  B b;
  b.a.reset(new A);
  b.a->b = &b;
}

gcc愉快地通过了这个测试文件（当然，这个文件来自libstdcxx），而clang在VERIFY部分失败了。

题：

1. 它是依赖于实现还是未定义的行为？
2. 我猜这个后置条件 ( b->a != nullptr ) 对 gcc 很重要，否则它不会有测试文件，但我不知道它背后是什么。 和优化有关系吗？ 我知道很多 UB 都是为了更好的优化。

Answer 1

clang (libc++) 在这一点上似乎不合规，因为标准说：

[unique.ptr.single.dtor]

 ~unique_ptr();

1. 要求：表达式get_deleter()(get())应格式良好，应具有明确定义的行为，并且不应引发异常。 [注意： default_delete的使用要求T是一个完整的类型。 —尾注]

2. 效果：如果get() == nullptr没有效果。 否则get_deleter()(get()) 。

所以析构函数应该等同于get_deleter()(get()) ，这意味着b->a在A的析构函数中不能为nullptr （它在get_deleter()内部被delete指令调用）。

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附带说明一下， clang (libc++) 和gcc (libstdc++) 在销毁std::unique_ptr时都将指针设置为nullptr ，但这里是gcc析构函数：

auto& __ptr = _M_t._M_ptr();
if (__ptr != nullptr)
    get_deleter()(__ptr);
__ptr = pointer();

...这是clang （调用reset() ）：

pointer __tmp = __ptr_.first();
__ptr_.first() = pointer();
if (__tmp)
   __ptr_.second()(__tmp);

如您所见， gcc首先删除然后分配给nullptr （ pointer() ），而clang首先分配给nullptr （ pointer() ）然后删除¹ 。

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¹ pointer是对应于Deleter::pointer的别名（如果存在），或者只是T* 。

Answer 2

libstdc++ 和 libc++ 都是一致的，因为这是一个定义良好的程序无法观察到的。 在析构函数的执行过程中， [res.on.objects]/2禁止任何试图观察（或修改，就此而言） unique_ptr状态的未定义行为：

如果访问标准库类型的对象，并且对象生命周期的开始没有在访问之前发生，或者访问没有在对象生命周期结束之前发生，则除非另有说明，否则行为未定义。

事实上， unique_ptr的析构函数是为什么首先添加这一段的原因（由LWG2224 ）。

此外，销毁完成后，它占用的存储内容由[basic.life]/4不确定：

本文档中赋予对象和引用的属性仅适用于给定对象或引用在其生命周期内。

Answer 3

对销毁后std::unique_ptr<>占用内存的最终状态没有要求。 将它设置为 null 是没有意义的，因为内存正在返回到分配它的地方。 GCC 可能会检查它是否为空，以确保没有人添加不必要的代码来清除它。 在适当的情况下，在不需要时强制清除值可能会导致性能下降。