[C++] Lambda를 사용한 unique_ptr Custom Deleter 가이드

C/C++에서 동적으로 할당한 자원을 해제하지 않으면 메모리 누수나 이중 해제 같은 문제가 발생한다. **std::unique_ptr**을 쓰면 스코프를 벗어날 때 자원이 자동으로 해제되므로, 수동 delete 실수를 줄일 수 있다. 이 글에서는 커스텀 Deleter를 람다로 지정해 unique_ptr이 단순 delete 말고도 복잡한 해제 로직(배열·C API 등)을 수행하도록 하는 방법을 정리한다.

스마트 포인터 개요

스마트 포인터는 RAII에 따라 소유한 자원을 소멸 시점에 자동으로 해제하는 래퍼다. C++ 표준 라이브러리에는 다음 세 가지가 있다.

C++03의 auto_ptr은 C++11에서 deprecated, C++17에서 제거되었다. unique_ptr로 대체해야 한다.

아래 다이어그램은 unique_ptr이 소유권을 가지는 시점과, 스코프를 벗어날 때 Deleter가 호출되는 흐름을 요약한다.

flowchart LR
  subgraph ScopeInner["스코프 내부"]
    CreatePtr["unique_ptr 생성
자원 소유"]
    CreatePtr --> ScopeExit["스코프 종료"]
  end
  ScopeExit --> DeleterCall["Deleter 호출
기본 delete"]
  DeleterCall --> ResourceFreed["자원 해제 완료"]

unique_ptr과 소유권 이전

unique_ptr은 한 시점에 하나의 인스턴스만 한 객체를 소유한다. 복사는 불가하고, 이동(std::move) 으로만 소유권을 넘길 수 있다. 이동 후 기존 unique_ptr은 빈 상태가 되므로, 이동한 뒤에는 기존 포인터를 역참조하면 안 된다.
자세한 소유권 이전 관계는 Microsoft Learn: unique_ptr 인스턴스 만들기 및 사용 문서의 다이어그램을 참고하면 좋다.

Custom Deleter (커스텀 삭제자)

기본적으로 unique_ptr은 소멸 시 delete 한 번으로 포인터를 해제한다. 다음처럼 다른 방식의 해제가 필요할 때는 Custom Deleter를 지정한다.

• 멤버로 동적 배열을 가진 구조체: delete[] 후 delete
• C API로 생성한 핸들: xxx_destroy(), xxx_close() 등 전용 해제 함수 호출
• 파일 핸들·소켓 등: fclose, close 등

Deleter는 함수 포인터, 함수 객체(Functor), 람다, std::function 등으로 줄 수 있다. 아래는 람다를 사용한 예이다.

클래스 객체 + 추가 자원 해제

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auto deleter = [](Human* human) {
  delete[] human->name;
  delete human;
};

std::unique_ptr<Human, decltype(deleter)> ptr(new Human, deleter);

ptr이 스코프를 벗어나 소멸될 때 deleter가 호출되며, human->name과 human이 순서대로 해제된다.

C API 리소스 (new 없이 생성한 포인터)

new로 만든 포인터가 아니라, C API가 반환한 포인터도 Deleter로 감싸면 RAII로 관리할 수 있다.

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struct tzplatform_context* context = nullptr;
if (tzplatform_context_create(&context) != 0) {
    _ERR("Couldn't create tzplatform context");
    return "";
}

auto deleter = [](tzplatform_context* tc) { tzplatform_context_destroy(tc); };
std::unique_ptr<tzplatform_context, decltype(deleter)> ptr(context, deleter);

context는 new가 아니므로 Deleter에서 delete를 호출하면 안 되고, 반드시 tzplatform_context_destroy()만 호출해야 한다.

Deleter를 등록하는 여러 방법

Deleter 타입을 템플릿 인자로 넘기고, 생성 시 Deleter 객체도 함께 넘겨야 한다. 람다를 쓰면 decltype(람다) 로 타입을 알 수 있다. 아래 표와 예제는 네 가지 등록 방식을 정리한 것이다.

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// 42jerrykim.github.io에서 더 많은 정보를 확인할 수 있다
#include <iostream>
#include <memory>
#include <functional>

using namespace std;

class go {
public:
    go() {}
    ~go() { cout << "go die.\n"; }
};

auto d = [](go* gp) {
    delete gp;
    cout << "deleter done.\n";
};

class go_de {
public:
    void operator()(go* g) { d(g); }
};

int main() {
    {
        unique_ptr<go, go_de> b{ new go{} };  // 1) Functor
    }
    {
        // unique_ptr<go, decltype(d)> b{ new go{} };  // 2) 컴파일 에러: deleter 인자 누락
        unique_ptr<go, decltype(d)> a{ new go{}, d };  // 3) 람다 + decltype: 반드시 d 전달
    }
    {
        unique_ptr<go, function<void(go*)>> a{ new go{}, d };  // 4) std::function
    }
    return 0;
}

주의사항

• std::make_unique 는 Custom Deleter를 인자로 받지 않는다. Deleter를 쓰려면 unique_ptr<T, Deleter>(raw_ptr, deleter) 형태로 생성해야 한다.
• 람다 + decltype 사용 시, 생성자 두 번째 인자에 같은 람다(또는 동일 타입의 호출 가능 객체) 를 꼭 넘겨야 한다. 빠뜨리면 컴파일 에러가 난다.
• Deleter가 상태를 가진 경우(캡처가 있는 람다 등)에는 크기·정렬 요구가 달라질 수 있으므로, 타입과 전달 방식을 잘 맞추는 것이 좋다.

정리

• unique_ptr은 스코프를 벗어날 때 자동으로 자원을 해제하므로, 메모리 누수와 이중 해제 위험을 줄일 수 있다.
• 기본은 delete 한 번이므로, 배열(delete[])·C API·파일 등 다른 해제 방식이 필요하면 Custom Deleter를 지정한다.
• Deleter는 람다 + decltype, Functor, std::function, 함수 포인터 등으로 등록할 수 있으며, 람다 사용 시에는 생성자에 Deleter 객체를 반드시 함께 넘겨야 한다.

참고 문헌

• 방법: unique_ptr 인스턴스 만들기 및 사용 — Microsoft Learn
• 스마트 포인터(Smart Pointer) 란? — dydtjr1128’s Blog
• (C++11) std::unique_ptr — Frec’s Blog