C++11 智能指针的使⽤及其原理

YOLOV8主干改进方法:C2f-Dual——DualConv轻量化双卷积设计(附改进代码) DualConv是一种创新的卷积网络结构,旨在构建轻量级的深度神经网络。它通过结合3×3和1×1的卷积核处理相同的输入特征映射通道,优化了信息处理和特征提取。DualConv利用组卷积技术高效排列卷积滤波器,大大降低了计算成本和参数数量。 阅读详情

目录

1. 智能指针的使⽤场景分析

2. RAII和智能指针的设计思路

3. C++标准库智能指针的使⽤

4. 智能指针的原理

5. shared_ptr和weak_ptr

5.1 shared_ptr循环引⽤问题

5.2 weak_ptr

6. shared_ptr的线程安全问题

7. C++11和boost中智能指针的关系

8. 内存泄漏

8.1 什么是内存泄漏,内存泄漏的危害

8.2 如何避免内存泄漏

1. 智能指针的使⽤场景分析

下⾯程序中我们可以看到,new了以后,我们也delete了,但是因为抛异常导,后⾯的delete没有得到执⾏,所以就内存泄漏了,所以我们需要new以后捕获异常,捕获到异常后delete内存,再把异常抛出,但是因为new本⾝也可能抛异常,连续的两个new和下⾯的Divide都可能会抛异常,让我们处理起来很⿇烦。智能指针放到这样的场景⾥⾯就让问题简单多了。
#include <iostream>
using namespace std;
double Divide(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常
	if (b == 0)
	{
		throw "Divide by zero condition!";
	}
	else
	{
		return (double)a / (double)b;
	}
}
void Func()
{
	// 这⾥可以看到如果发⽣除0错误抛出异常,另外下⾯的array1和array2没有得到释放。
	// 所以这⾥捕获异常后并不处理异常,异常还是交给外⾯处理,这⾥捕获了再重新抛出去。
	// 但是如果array2new的时候抛异常呢,就还需要套⼀层捕获释放逻辑,这⾥更好解决⽅案
	// 是智能指针,否则代码太挫了
	int* array1 = new int[10];
	int* array2 = new int[10]; // 抛异常呢?
	try
	{
		int len, time;
		cin >> len >> time;
		cout << Divide(len, time) << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "delete []" << array1 << endl;
		cout << "delete []" << array2 << endl;
		delete[] array1;
		delete[] array2;
		throw; // 异常重新抛出,捕获到什么抛出什么
	}
	// ...
	cout << "delete []" << array1 << endl;
	delete[] array1;
	cout << "delete []" << array2 << endl;
	delete[] array2;
}
int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "未知异常" << endl;
	}
	return 0;
}

2. RAII和智能指针的设计思路

• RAII是Resource Acquisition Is Initialization的缩写,它是⼀种管理资源的类的设计思想,本质是⼀种 利⽤对象⽣命周期来管理获取到的动态资源,避免资源泄漏 ,这⾥的资源可以是内存、⽂件指针、⽹络连接、互斥锁等等。RAII在获取资源时把资源委托给⼀个对象,接着控制对资源的访问,资源在对象的⽣命周期内始终保持有效,最后在对象析构的时候释放资源,这样保障了资源的正常释放,避免资源泄漏问题。
• 智能指针类除了满⾜RAII的设计思路,还要⽅便资源的访问,所以智能指针类还会想迭代器类⼀样,重载 operator*/operator->/operator[] 等运算符,⽅便访问资源。
#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	// RAII
	SmartPtr(T* ptr)
		:_ptr(ptr)
	{}
	~SmartPtr()
	{
		cout << "delete[] " << _ptr << endl;
		delete[] _ptr;
	}
	// 重载运算符,模拟指针的⾏为,⽅便访问资源
	T& operator*()
	{
		return *_ptr;
	}
	T* operator->()
	{
		return _ptr;
	}
	T& operator[](size_t i)
	{
		return _ptr[i];
	}
private:
	T* _ptr;
};
double Divide(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常
	if (b == 0)
	{
		throw "Divide by zero condition!";
	}
	else
	{
		return (double)a / (double)b;
	}
}
void Func()
{
	// 这⾥使⽤RAII的智能指针类管理new出来的数组以后,程序简单多了
	SmartPtr<int> sp1 = new int[10];
	SmartPtr<int> sp2 = new int[10];
	for (size_t i = 0; i < 10; i++)
	{
		sp1[i] = sp2[i] = i;
	}
	int len, time;
	cin >> len >> time;
	cout << Divide(len, time) << endl;
}
int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "未知异常" << endl;
	}
	return 0;
}

3. C++标准库智能指针的使⽤

• C++标准库中的智能指针都在 <memory> 这个头⽂件下⾯,我们包含<memory>就可以是使⽤了,智能指针有好⼏种,除了weak_ptr它们都符合RAII和像指针⼀样访问的⾏为,原理上⽽⾔主要是解决智能指针拷⻉时的思路不同。
• auto_ptr 是C++98时设计出来的智能指针,它的特点是拷⻉时把被拷⻉对象的资源的管理权转移给拷⻉对象,这是⼀个⾮常糟糕的设计,因为它会到被拷⻉对象悬空,产生访问报错的问题,C++11设计出新的智能指针后,强烈建议 不要使⽤auto_ptr 。其他C++11出来之前很多公司也是明令禁⽌使⽤这个智能指针的。
• unique_ptr 是C++11设计出来的智能指针,它的名字翻译出来是唯⼀指针,它的特点的不⽀持拷⻉,只⽀持移动。如果不需要拷⻉的场景就⾮常建议使⽤。
• shared_ptr 是C++11设计出来的智能指针,它的名字翻译出来是共享指针,它的特点是⽀持拷⻉,也⽀持移动。如果需要拷⻉的场景就需要使⽤它了。底层是⽤引⽤计数的⽅式实现的。
• weak_ptr 是C++11设计出来的智能指针,它的名字翻译出来是弱指针,它完全不同于上⾯的智能指针,他不⽀持RAII,也就意味着不能⽤它直接管理资源,weak_ptr的产⽣本质是要解决shared_ptr的⼀个循环引⽤导致内存泄漏的问题。具体细节下⾯我们再细讲。
• 智能指针析构时默认是进⾏delete释放资源,这也就意味着如果不是new出来的资源,交给智能指 针管理,析构时就会崩溃。智能指针⽀持在构造时给⼀个删除器,所谓删除器本质就是⼀个可调⽤对象,这个可调⽤对象中实现你想要的释放资源的⽅式,当构造智能指针时,给了定制的删除器, 在智能指针析构时就会调⽤删除器去释放资源。因为new[]经常使⽤,所以为了简洁⼀点, unique_ptr和shared_ptr都特化了⼀份[]的版本,使⽤时 unique_ptr<Date[]> up1(new Date[5]) ; shared_ptr<Date[]> sp1(new Date[5]); 就可以管理new []的资源。
• unique_ptr和shared_ptr⽀持删除器的⽅式有所不同:unique_ptr是在类模板参数⽀持的,shared_ptr是构造函数参数⽀持的。
• template <class T, class... Args> shared_ptr<T> make_shared (Args&&... args);
• shared_ptr 除了⽀持⽤指向资源的指针构造,还⽀持make_shared ⽤初始化资源对象的值 直接构造。
• shared_ptr 和 unique_ptr 都⽀持了 operator bool的类型转换,如果智能指针对象是⼀个空对象没有管理资源,则返回false,否则返回true,意味着我们可以直接把智能指针对象给if判断是否为空。
• shared_ptr 和 unique_ptr 都得构造函数都使⽤explicit修饰,防⽌普通指针隐式类型转换成智能指针对象。
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
struct Date
{
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year), _month(month)
		, _day(day)
	{}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
};
int main()
{
	auto_ptr<Date> ap1(new Date);

	// 拷⻉时,管理权限转移,被拷⻉对象ap1悬空
	auto_ptr<Date> ap2(ap1);
	// 空指针访问error,ap1对象已经悬空
	//ap1->_year++;

	unique_ptr<Date> up1(new Date);
	// 不⽀持拷⻉
	//unique_ptr<Date> up2(up1);
	
	// ⽀持移动,但是移动后up1也悬空,所以使⽤移动要谨慎
	unique_ptr<Date> up3(move(up1));
	shared_ptr<Date> sp1(new Date);

	// ⽀持拷⻉
	shared_ptr<Date> sp2(sp1);
	shared_ptr<Date> sp3(sp2);
	//引用计数
	cout << sp1.use_count() << endl;
	sp1->_year++;
	cout << sp1->_year << endl;
	cout << sp2->_year << endl;
	cout << sp3->_year << endl;

	// ⽀持移动,但是移动后sp1也悬空,所以使⽤移动要谨慎
	shared_ptr<Date> sp4(move(sp1));
	return 0;
}

unique_ptr定制删除器 建议仿函数 ;shared_ptr定制删除器 都可以 相对建议lambda

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
struct Date
{
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year), _month(month)
		, _day(day)
	{}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
};
template<class T>
void DeleteArrayFunc(T* ptr)
{
	delete[] ptr;
}

template<class T>
class DeleteArray
{
public:
	void operator()(T* ptr)
	{
		delete[] ptr;
	}
};
class Fclose
{
public:
	void operator()(FILE* ptr)
	{
		cout << "fclose:" << ptr << endl;
		fclose(ptr);
	}
};
int main()
{
	// 这样实现程序会崩溃
	// unique_ptr<Date> up1(new Date[10]);
	// shared_ptr<Date> sp1(new Date[10]);
	
	// 解决⽅案1
	// 因为new[]经常使⽤,所以unique_ptr和shared_ptr
	// 实现了⼀个特化版本,这个特化版本析构时⽤的delete[]
	unique_ptr<Date[]> up1(new Date[5]);
	shared_ptr<Date[]> sp1(new Date[5]);

	// 解决⽅案2
    // 仿函数对象做删除器
    // unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5], DeleteArray<Date>());
	// unique_ptr和shared_ptr⽀持删除器的⽅式有所不同
	// unique_ptr是在类模板参数⽀持的,shared_ptr是构造函数参数⽀持的
	// 这⾥没有使⽤相同的⽅式还是挺坑的
	// 使⽤仿函数unique_ptr可以不在构造函数传递,因为仿函数类型构造的对象直接就可以调⽤
	// 但是下⾯的函数指针和lambda的类型不可以
	unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5]);
	shared_ptr<Date> sp2(new Date[5], DeleteArray<Date>());

	// 函数指针做删除器
	unique_ptr<Date, void(*)(Date*)> up3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);
	shared_ptr<Date> sp3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);

	// lambda表达式做删除器
	auto delArrOBJ = [](Date* ptr) {delete[] ptr; };
	//decltype与auto关键字一样,用于进行编译时类型推导,
	//总是以一个普通表达式作为参数,返回该表达式的类型,
	//而且decltype并不会对表达式进行求值
	unique_ptr<Date, decltype(delArrOBJ)> up4(new Date[5], delArrOBJ);
	shared_ptr<Date> sp4(new Date[5], delArrOBJ);

	// 实现其他资源管理的删除器
	shared_ptr<FILE> sp5(fopen("Test.cpp", "r"), Fclose());
	shared_ptr<FILE> sp6(fopen("Test.cpp", "r"), [](FILE* ptr) {
		cout << "fclose:" << ptr << endl;
		fclose(ptr);
		});
	return 0;
}
int main()
{
	shared_ptr<Date> sp1(new Date(2024, 9, 11));
	shared_ptr<Date> sp2 = make_shared<Date>(2024, 9, 11);
	auto sp3 = make_shared<Date>(2024, 9, 11);
	shared_ptr<Date> sp4;
	// if (sp1.operator bool())
	if (sp1)
		cout << "sp1 is not nullptr" << endl;
	if (!sp4)
		cout << "sp1 is nullptr" << endl;

	//shared_ptr 和 unique_ptr 都得构造函数都使⽤explicit修饰
	//防⽌普通指针隐式类型转换成智能指针对象
	//不存在从"Date*"转换到"std:shared_ptr<Date>"的适当构造函数
	//报错
	shared_ptr<Date> sp5 = new Date(2024, 9, 11);
	//不存在从"Date*"转换到"std:unique_ptr<Date,std::default_delete < Date >> "的适当构造函数
	unique_ptr<Date> sp6 = new Date(2024, 9, 11);
	return 0;
}

4. 智能指针的原理

• 下⾯我们模拟实现了auto_ptr和unique_ptr的核⼼功能,这两个智能指针的实现⽐较简单,我们了解⼀下原理即可。auto_ptr的思路是拷⻉时转移资源管理权给被拷⻉对象,这种思路是不被认可的,也不建议使⽤。unique_ptr的思路是不⽀持拷⻉。
• 我们重点要看看shared_ptr是如何设计的,尤其是引⽤计数的设计,主要这⾥⼀份资源就需要⼀个引⽤计数,所以引⽤计数采⽤静态成员的⽅式是⽆法实现的,要使⽤堆上动态开辟的⽅式,构造智能指针对象时来⼀份资源,就要new⼀个引⽤计数出来。多个shared_ptr指向资源时就++引⽤计数,shared_ptr对象析构时就--引⽤计数,引⽤计数减到0时代表当前析构的shared_ptr是最后⼀个管理资源的对象,则析构资源。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include<iostream>
#include<memory>
#include<functional>
#include<atomic>
using namespace std;
struct Date
{
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year), _month(month)
		, _day(day)
	{}
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
};
namespace sy
{
	template<class T>
	class auto_ptr
	{
	public:
		auto_ptr(T* ptr)
			:_ptr(ptr)
		{}

		//p2(p1)
		//拷⻉时把被拷⻉对象的资源的管理权转移给拷⻉对象
		auto_ptr(auto_ptr<T>& sp)
			:_ptr(sp._ptr)
		{
			// 管理权转移
			sp._ptr = nullptr;
		}
		// p1 = p2;
		auto_ptr<T>& operator=(auto_ptr<T>& ap)
		{
			// 检测是否为⾃⼰给⾃⼰赋值
			if (this != &ap)
			{
				// 释放当前对象中资源
				if (_ptr)
					delete _ptr;
				// 转移ap中资源到当前对象中
				_ptr = ap._ptr;
				ap._ptr = NULL;
			}
			return *this;
		}
		~auto_ptr()
		{
			if (_ptr)
			{
				cout << "delete:" << _ptr << endl;
				delete _ptr;
			}
		}
		// 像指针⼀样使⽤
		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}
		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}
	private:
		T* _ptr;
	};

	template<class T>
	class unique_ptr
	{
	public:
		//explicit 防⽌普通指针隐式类型转换成智能指针对象
		explicit unique_ptr(T* ptr)
			:_ptr(ptr)
		{}
		~unique_ptr() 
		{
			if (_ptr)
			{
				cout << "delete:" << _ptr << endl;
				delete _ptr;
			}
		}
		// 像指针⼀样使⽤
		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}
		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}
		//不⽀持拷⻉,只⽀持移动
		unique_ptr(const unique_ptr<T>& sp) = delete;
		unique_ptr<T>& operator=(const unique_ptr<T>& sp) = delete;

		unique_ptr(unique_ptr<T>&& sp)
			:_ptr(sp._ptr)
		{
			sp._ptr = nullptr;
		}
		unique_ptr<T>& operator=(unique_ptr<T>&& sp)
		{
			delete _ptr;
			_ptr = sp._ptr;
			sp._ptr = nullptr;
		}
	private:
		T* _ptr;
	};
	template<class T>
	class shared_ptr
	{
	public:
		explicit shared_ptr(T* ptr = nullptr)
			: _ptr(ptr)
			, _pcount(new atomic<int>(1))
		{}
		//删除器
		template<class D>
		shared_ptr(T* ptr, D del)
			: _ptr(ptr)
			, _pcount(new atomic<int>(1))
			, _del(del)
		{}
		//⽀持拷⻉,也⽀持移动
		shared_ptr(const shared_ptr<T>& sp)
			:_ptr(sp._ptr)
			, _pcount(sp._pcount)
			, _del(sp._del)
		{
			++(*_pcount);
		}
		void release()
		{
			if (--(*_pcount) == 0)
			{
				// 最后⼀个管理的对象,释放资源
				_del(_ptr);
				delete _pcount;
				_ptr = nullptr;
				_pcount = nullptr;
			}
		}
		shared_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
		{
			if (_ptr != sp._ptr)
			{
				release();
				_ptr = sp._ptr;
				_pcount = sp._pcount;
				++(*_pcount);
				_del = sp._del;
			}
			return *this;
		}
		~shared_ptr()
		{
			release();
		}
		T* get() const
		{
			return _ptr;
		}
		int use_count() const
		{
			return *_pcount;
		}
		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}
		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}
	private:
		T* _ptr;
		//int* _pcount;
		atomic<int>* _pcount; // 原子操作
		function<void(T*)> _del = [](T* ptr) {delete ptr; }; 
	};
	template<class T>
	class weak_ptr
	{
	public:
		weak_ptr()
		{}
		weak_ptr(const shared_ptr<T>& sp)
			:_ptr(sp.get())
		{}
		weak_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
		{
			_ptr = sp.get();
			return *this;
		}
	private:
		T * _ptr = nullptr;
	};
}

int main()
{
	sy::auto_ptr<Date> ap1(new Date);
	// 拷⻉时,管理权限转移,被拷⻉对象ap1悬空
	sy::auto_ptr<Date> ap2(ap1);

	// 空指针访问,ap1对象已经悬空 error
	//ap1->_year++;

	sy::unique_ptr<Date> up1(new Date);
	// 不⽀持拷⻉
	//unique_ptr<Date> up2(up1);
	// ⽀持移动,但是移动后up1也悬空,所以使⽤移动要谨慎
	sy::unique_ptr<Date> up3(move(up1));
	sy::shared_ptr<Date> sp1(new Date);

	// ⽀持拷⻉ 也支持移动
	sy::shared_ptr<Date> sp2(sp1);
	sy::shared_ptr<Date> sp3(sp2);
	cout << sp1.use_count() << endl;
	sp1->_year++;
	cout << sp1->_year << endl;
	cout << sp2->_year << endl;
	cout << sp3->_year << endl;
	return 0;
}

5. shared_ptr和weak_ptr

5.1 shared_ptr循环引⽤问题

• shared_ptr⼤多数情况下管理资源⾮常合适,⽀持RAII,也⽀持拷⻉。但是在循环引⽤的场景下会导致资源没得到释放内存泄漏,所以我们要认识循环引⽤的场景和资源没释放的原因,并且学会使⽤weak_ptr解决这种问题。
• 如下图所述场景,n1和n2析构后,管理两个节点的引⽤计数减到1。
1. 右边的节点什么时候释放呢,左边节点中的_next管着,_next析构后,右边的节点就释放了。
2. _next什么时候析构呢,_next是左边节点的的成员,左边节点释放,_next就析构了。
3. 左边节点什么时候释放呢,左边节点由右边节点中的_prev管着呢,_prev析构后,左边的节点就释放了。
4. _prev什么时候析构呢,_prev是右边节点的成员,右边节点释放,_prev就析构了。
• ⾄此逻辑上成功形成回旋镖似的循环引⽤,谁都不会释放就形成了循环引⽤,导致内存泄漏。
• 把ListNode结构体中的_next和_prev改成weak_ptr,weak_ptr绑定到shared_ptr时不会增加它的引⽤计数,_next和_prev不参与资源释放管理逻辑,就成功打破了循环引⽤,解决了这⾥的问题。

weak_ptr是专⻔绑定shared_ptr,不增加它的引⽤计数,作为⼀些场景的辅助管理。

struct ListNode
{
	int _data;
	/*std::shared_ptr<ListNode> _next;
	std::shared_ptr<ListNode> _prev;*/
	// 这⾥改成weak_ptr,当n1->_next = n2;绑定shared_ptr时
	// 不增加n2的引⽤计数,不参与资源释放的管理,就不会形成循环引⽤了
	std::weak_ptr<ListNode> _next;
	std::weak_ptr<ListNode> _prev;
	~ListNode()
	{
		cout << "~ListNode()" << endl;
	}
};
int main()
{
	// 循环引⽤ -- 内存泄露
	std::shared_ptr<ListNode> n1(new ListNode);
	std::shared_ptr<ListNode> n2(new ListNode);
	cout << n1.use_count() << endl;
	cout << n2.use_count() << endl;
	n1->_next = n2;
	n2->_prev = n1;
	cout << n1.use_count() << endl;
	cout << n2.use_count() << endl;

	// weak_ptr不⽀持管理资源,不⽀持RAII
	// weak_ptr是专⻔绑定shared_ptr,不增加他的引⽤计数,作为⼀些场景的辅助管理
	//std::weak_ptr<ListNode> wp(new ListNode);
	return 0;
}

5.2 weak_ptr

• weak_ptr不⽀持RAII,也不⽀持访问资源,所以我们看⽂档发现weak_ptr构造时不⽀持绑定到资源,只⽀持绑定到shared_ptr,绑定到shared_ptr时,不增加shared_ptr的引⽤计数,那么就可以解决上述的循环引⽤问题。
• weak_ptr也没有重载operator*和operator->等,因为它不参与资源管理,那么如果它绑定的shared_ptr已经释放了资源,那么它去访问资源就是很危险的。weak_ptr⽀持expired检查指向的资源是否过期,use_count也可获取shared_ptr的引⽤计数,weak_ptr想访问资源时,可以调⽤lock(锁)返回⼀个管理资源的shared_ptr,如果资源已经被释放,返回的shared_ptr是⼀个空对象,如果资源没有释放,则通过返回的shared_ptr访问资源是安全的。
//过期为非0 1
int main()
{
	std::shared_ptr<string> sp1(new string("111111"));
	std::shared_ptr<string> sp2(sp1);
	std::weak_ptr<string> wp = sp1;
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	// sp1和sp2都指向了其他资源,则weak_ptr就过期了
	sp1 = make_shared<string>("222222");
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	sp2 = make_shared<string>("333333");
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	wp = sp1;


	//std::shared_ptr<string> sp3 = wp.lock();
	auto sp3 = wp.lock();
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	*sp3 += "###";
	cout << *sp1 << endl;
	return 0;
}

6. shared_ptr的线程安全问题

• shared_ptr的引⽤计数对象在堆上,如果多个shared_ptr对象在多个线程中,进⾏shared_ptr的拷⻉析构时会访问修改引⽤计数,就会存在线程安全问题,所以 shared_ptr引⽤计数是需要加锁或者原⼦操作保证线程安全 的。
• shared_ptr指向的对象也是有线程安全的问题的,但是这个对象的线程安全问题不归shared_ptr管,它也管不了,应该有外层使⽤shared_ptr的⼈进⾏线程安全的控制。
• 下⾯的程序会崩溃或者A资源没释放,sy::shared_ptr引⽤计数从int*改成 atomic<int>*就可以保证引⽤计数的线程安全问题 , 或者使⽤互斥锁加锁 也可以。
#include<thread>
#include<mutex>
struct AA
{
	int _a1 = 0;
	int _a2 = 0;
	~AA()
	{
		cout << "~AA()" << endl;
	}
};
int main()
{
	sy::shared_ptr<AA> p(new AA);
	const size_t n = 100000;
	mutex mtx;
	auto func = [&]()
		{
			for (size_t i = 0; i < n; ++i)
			{
				// 这⾥智能指针拷⻉会++计数
				sy::shared_ptr<AA> copy(p);
				{
					unique_lock<mutex> lk(mtx);
					copy->_a1++;
					copy->_a2++;
				}
			}
		};
	thread t1(func);
	thread t2(func);
	t1.join();
	t2.join();
	cout << p->_a1 << endl;
	cout << p->_a2 << endl;
	cout << p.use_count() << endl;
	return 0;
}

7. C++11和boost中智能指针的关系

• Boost库是为C++语⾔标准库提供扩展的⼀些C++程序库的总称,Boost社区建⽴的初衷之⼀就是为C++的标准化⼯作提供可供参考的实现,Boost社区的发起⼈Dawes本⼈就是C++标准委员会的成员之⼀。在Boost库的开发中,Boost社区也在这个⽅向上取得了丰硕的成果,C++11及之后的新语法和库有很多都是从Boost中来的。
• C++ 98 中产⽣了第⼀个智能指针auto_ptr。
• C++ boost给出了更实⽤的scoped_ptr/scoped_array和shared_ptr/shared_array和weak_ptr等。
• C++ TR1,引⼊了shared_ptr等,不过注意的是TR1并不是标准版。
• C++ 11,引⼊了unique_ptr和shared_ptr和weak_ptr。需要注意的是 unique_ptr对应boost的scoped_ptr 。并且这些智能指针的实现原理是参考boost中的实现的。

8. 内存泄漏

8.1 什么是内存泄漏,内存泄漏的危害

什么是内存泄漏:内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使⽤的内存,⼀般是忘记释放或者发⽣异常释放程序未能执⾏导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失,⽽是应⽤程序分配某段内存后,因为设计错误,失去了对该段内存的控制,因⽽造成了内存的浪费。
内存泄漏的危害:普通程序运⾏⼀会就结束了出现内存泄漏问题也不⼤,进程正常结束,⻚表的映射关系解除,物理内存也可以释放。⻓期运⾏的程序出现内存泄漏,影响很⼤,如操作系统、后台服务、⻓时间运⾏的客⼾端等等,不断出现内存泄漏会导致可⽤内存不断变少,各种功能响应越来越慢,最终卡死。
int main()
{
	// 申请⼀个1G未释放,这个程序多次运⾏也没啥危害
	// 因为程序⻢上就结束,进程结束各种资源也就回收了
	char* ptr = new char[1024 * 1024 * 1024];
	cout << (void*)ptr << endl;
	return 0;
}

8.2 如何避免内存泄漏

• ⼯程前期良好的设计规范,养成良好的编码规范,申请的内存空间记着匹配的去释放。ps:这个理想状态。但是如果碰上异常时,就算注意释放了,还是可能会出问题。需要下⼀条智能指针来管理才有保证。
• 尽量使⽤智能指针来管理资源,如果⾃⼰场景⽐较特殊,采⽤RAII思想⾃⼰造个轮⼦管理。

硬核反坑!YOLOv5训练避坑指南:根治梯度消失、不收敛、检测漏框三大核心问题(附实战代码+调优清单) 数据是基础,超参数是关键,模型是工具,训练策略是保障。梯度消失、不收敛、检测漏框这三大问题,本质上都是“数据-模型-训练”不匹配的结果。梯度消失/爆炸:优先调整学习率策略+梯度裁剪,其次优化模型结构;训练不收敛:优先清洗数据集,其次调优超参数,最后检查配置文件;检测漏框:优先重新聚类锚框,其次增强浅层特征,最后调整推理参数。YOLOv5训练的最高境界,不是调参,而是让数据、模型、训练策略三者完美匹配。按本文的方法反坑,你的YOLOv5训练一定能一次成功!🚀。 阅读详情

相关推荐

Claude AI实战指南:从注册到精通,突破手机验证的终极解决方案

本文提供了一份详尽的Claude AI实战指南,重点解决了国内用户注册过程中的手机号验证难题,并分享了使用技巧。文章详细介绍了如何通过虚拟手机号服务等方案完成注册,并深入解析了Opus、Sonnet、Haiku三大模型的特点与选择策略,帮助用户从注册到精通,高效利用这一安全、健谈的AI助手进行内容创作、编程开发与学习研究。

weixin_29092031的博客 1229

c++智能指针用法

智能指针一共有4个,分别是shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr,auto_ptr,最后一个被弃用了,主要是前面三种。作用是自动回收内存,不需要是delete,原理是智能指针内部有个计数器,每当创建一次对象计数加一,销毁一次计数减一,当计数等于0时自动释放对象。

ljjjjjjjjjjj的博客 1829

STK相关总结

STK简介 一.SIM卡应用工具包(SIM Application Toolkit),又名CAT/USAT,它包含一系列终端与SIM卡的交互指令,SIM卡可以应用卡内的小应用程序和终端交互,从而实现增值服务的目的,STK包括三种类,STK-imsi切换,STK –OTA,STK-BIP 功能: (1) Profile download:配置下载,开机初始化SIM卡过程中,终端告诉SIM卡终端支持哪些功能,STK中download指终端将数据发送给SIM卡 (2) Proactive command: 主动式

jingjing_2的博客 3356

C++智能指针的用法(全)

unique_ptr 可用于管理 new 出来的动态对象,也可以管理其他需要手动关闭的资源。例如:文件对象。由于 unique_ptr 默认使用 delete、delete[] 来释放被管理的资源。所以,当管理的对象不能通过 delete、delete[] 来释放时,就需要自定义删除器。public:Person(){cout << "构造函数" << endl;~Person(){cout << "析构函数" << endl;cout << "文件被自动关闭" << endl;if (fp!

qq_74811378的博客 2260

逆向解析喜马拉雅新版xm-sign算法:从dws.1.6.8.js到签名生成

本文详细解析了喜马拉雅新版xm-sign算法的逆向破解方法。通过定位核心JS文件dws.1.6.8.js,构建本地Node.js模拟执行环境,并解密关键参数cid与appKey,最终实现签名算法的本地化稳定生成,为数据采集提供可靠解决方案。

weixin_29250403的博客 210

QT控件 参考Qt的PIMPL设计模式实现使用QWidget控件绘制3D饼状图表和3D柱状图表,使用QChartView绘制圆柱体图表

工作中之前遇到了绘制3D饼状图表的需求,通过Qt 实现3维饼状图 一文,成功迅速解决问题,现在闲下来了,之前看QtTreePropertyBrowser库的源代码,就想着学习学习Qt的PIMPL模式,于是就参照PIMPL模式实现通过QWidget控件的paintEvent函数重新绘制3D饼状图表和3D柱状图表统计数据的显示效果, 而使用QChartView绘制圆柱体图表完全是取巧了,为了紧急完成工作采用的方法,实际上使用3D柱状图表显示统计数据更加合理。

... 727

C++智能指针使用详解

C++智能指针总结概述shared_ptr的基础使用方式成员函数use_count()swap()reset()unique()get()管理数组weak_ptr成员函数lock()expired()unique_ptr成员函数 概述 在开发C++代码时,内存管理是一个很麻烦的事情在编程过程中最好的习惯是谁申请谁释放。但是,常常有人会忘记在new后使用delete、在malloc之后使用free或者最糟糕的是根本不知道谁创建的。这就有了智能指针的用武之地,智能指针可以保证在一定作用域内指针是安全有效,除了作

会写BUG 2552

SAP 生产订单归档简介

通常在使用了几年的SAP后,系统中会产生非常多的数据在系统中,特别是制造业的生产订单,常年的累积会存在很多的订单在系统中,这个时候就可以使用归档的功能,对生产订单进行处理。标记DLFL的前提是需要完成生产订单的差异结算,DLFL标记可以清除掉生产订单的相关需求和预留。6、在执行CO78选择删除,前面的操作相当于我们把需要归档的数据写入了数据库中,现在正式进行数据的归档删除。然后我们co03在去看生产订单,可以看到生产订单中多了删除的状态和标记的状态。我这里直接执行的程序PPARCHP1,效果其实是一样的。

我小时候很黑的博客 2284

C++ 智能指针使用汇总

C++ 智能指针使用汇总

路过的熊的博客 1585

Python爬虫实战:利用Playwright与异步技术高效抓取链家十万级二手房数据

在开始编写代码之前,我们首先需要为项目选择合适的技术栈。1. 传统方案:Requests + BeautifulSoup优点: 简单、轻量、学习成本低。直接发送HTTP请求获取HTML,然后解析。缺点: 对于大量由JavaScript动态渲染的内容无能为力。现代网站(包括链家)大量使用JS来加载数据和实现交互,简单的HTTP请求无法获取到完整的页面内容。此外,容易被基于IP或请求头特征的反爬机制拦截。2. 进阶方案:Selenium优点。

2201_76125261的博客 890

PCIe 6.0 – 关于 PCI Express Gen6 您需要知道的一切

幸运的是,PCIe 6.0 FEC 足够轻,对延迟的影响最小。在电气层上,PCIe 6.0 使用 PAM4 信号(“四级脉冲幅度调制”),每个时钟周期将 2 位组合为 4 个幅度级别(00、01、10、11),与 PCIe 5.0 和前几代相比,它使用 NRZ 调制,每个时钟周期 1 位和两个幅度级别 (0, 1)。虽然 PAM4 信号更容易出错,但由于调制技术的性质,与 PCIe 5.0 相比,通道损耗不受影响,因此 PCB 上 PCIe 6.0 信号的范围将与 PCIe 5.0 相同。

qq_43416206的博客 3429

【C++】智能指针用法详解(非常实用)

C 语言规定所有变量在使用前必须先定义,指定其类型,并按此分配内存单元。指针变量不同于 整型变量和其他类型的变量,它是专门用来存放地址的,所以必须将它定义为“指针类型”。2、智能指针如果在程序中使用 new从堆(自由存储区)分配内存,等到不需要时,应使用delete将其释放。C++ 引用了智能指针 auto_ptr,以帮助自动完成这个过程。随后的编程体验(尤其是使用STL)表明,需要有更精致的机制。基于程序员的编程体验和 BOOST库提供的解决方案,C++11。

热爱数据库的小胖 4795

【华为OD技术面试真题 - 技术面】- python面试题(1)

华为OD面试技术面准备指南 华为OD面试技术面常见问题解答 华为OD面试技术面经验分享 华为OD面试技术面注意事项 华为OD面试技术面攻略 华为OD面试技术面模拟题目与解析 华为OD面试技术面知识点梳理 华为OD面试技术面常考

算法大师! 5532

C++学习之旅【智能指针的使⽤及其原理】

本文详细讲解了C++智能指针的使用场景、设计原理及实现方法。首先通过一个内存泄漏案例展示了裸指针管理的痛点,引出智能指针的必要性。随后深入剖析RAII(资源获取即初始化)的设计思想,这是智能指针的核心理论基础。文章重点介绍了智能指针类的实现方式:通过构造函数获取资源、析构函数自动释放资源,并重载运算符模拟指针行为。最后给出了一个完整的智能指针模板类实现代码,展示了如何用RAII机制自动管理动态内存,确保资源安全释放。全文从实际问题出发,逐步拆解智能指针的设计思路,帮助开发者掌握这一C++内存管理的核心工具。

承于所学,探技术之渊;以代码求政,寻成长之道。 1099

Statistics and Machine Learning Toolbox

Statistics and Machine Learning Toolbox(带书签),MATLAB统计学习工具

文档:亲测可用解决vnc灰屏,黑屏,鼠标大黑叉情况

主要解决vnc-viewer灰屏,黑屏,鼠标大黑叉等现象,详细见文档。

【C++进阶】智能指针的使用及其原理

本文介绍了C++智能指针的使用场景、设计思路及标准库实现。主要内容包括: 通过异常处理案例展示内存泄漏问题,说明智能指针的必要性; 提出RAII(资源获取即初始化)设计思想,利用对象生命周期管理资源; 设计简易智能指针类,实现资源自动释放和指针行为模拟; 分析智能指针拷贝问题,对比标准库的auto_ptr、unique_ptr等解决方案; 重点指出auto_ptr存在管理权转移缺陷,建议避免使用。 文章通过代码示例和图示,系统讲解了智能指针如何解决资源泄漏问题,并比较了不同智能指针的实现特点。

Linux、C++、图形软件开发等。不一定每次都能写出完美的代码,但会认真搞懂每一个问题。 7376

IMSL CNL 7.0.0 (x86-64)Crack

IMSL CNL 7.0.0 (x86-64)Crack intel的算法库破解文件,这是C++版本的破解文件

c++解决常见内存泄漏问题——智能指针的使用及其原理

在c/c++程序的开发中,一些项目需要向内存手动申请空间,而手动申请的空间在我们不用时,必须手动将其释放,先不说我们其他问题,这种特有的机制,容易让我们手动向内存申请空间而忘记释放的问题。再说其他问题,如某个局部函数内部申请了资源,在它的栈帧销毁之前抛出了异常,此局部函数立即被终止了,而我们申请的资源也没有释放,这就导致了内存泄漏。所以有人提出能否把我们申请的资源交给一个对象来管理,如果我们忘记释放资源让这个对象来释放。

qq_58761784的博客 6122

霍尼韦尔SoftMaster使用说明

霍尼韦尔SoftMaster使用说明

智能指针的使⽤及其原理

我们想到赋值,可能就会这样直接写一个赋值,就是把你=右边的_ptr和pcount都给我然后再++即可,这样是错误的,因为你赋值是给一个已经存在的对象赋值的,所以,你需要赋值的这个对象可能就他自己指向一块空间,此时你让它指向别处,此时不就出现内存 泄漏了吗,所以还要判断一下。我们这样设计一下,就是使用一下指针,开辟一块空间只存放我们的这个引用计数的值,每次创建一个对象,就开辟一个空间存放它的值,如果你通过拷贝构造创建对象的话,此时就让我的这个引用计数这个指针指向你的引用计数指针的那块地址,然后再++即可。

shajjs的博客 769

智能指针--C++

什么是内存泄漏:内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存,一般是忘记释放或者发生异常释放程序未能执行导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失,而是应用程序分配某段内存后,因为设计错误,失去了对该段内存的控制,因而造成了内存的浪费。内存泄漏的危害:普通程序运行一会就结束了出现内存泄漏问题也不大,进程正常结束,页表的映射关系解除,物理内存也可以释放。

小志的博客 2573

【C++】智能指针的使用及其原理

什么是内存泄漏:内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使⽤的内存,⼀般是忘记释 放或者发⽣异常释放程序未能执⾏导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失,⽽是应⽤程序分 配某段内存后,因为设计错误,失去了对该段内存的控制,因⽽造成了内存的浪费。内存泄漏的危害:普通程序运⾏⼀会就结束了出现内存泄漏问题也不⼤,进程正常结束,⻚表的映射 关系解除,物理内存也可以释放。

2301_78724721的博客 1294

C++11智能指针的使用及原理

本文介绍了C++11智能指针的使用场景、设计原理及标准库实现。主要内容包括:1) 通过异常处理案例展示传统指针管理内存的缺陷;2) 基于RAII思想设计智能指针类,利用对象生命周期自动管理资源;3) 分析标准库中auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr的特性差异,重点说明unique_ptr的独占所有权和shared_ptr的引用计数机制;4) 介绍智能指针的特化版本、删除器定制等高级用法。智能指针能有效避免内存泄漏,简化资源管理,是C++现代编程的重要工具。

2402_89035880的博客 765

C++ 智能指针的使⽤及其原理(包含模拟实现)

函数用途operator=共享所有权swap()交换指针reset()释放资源get()获取裸指针operator*->访问对象查看引用数unique()是否唯一判空所有权排序unique_ptr函数用途operator=转移所有权(仅支持移动赋值,拷贝被禁用)swap()交换两个unique_ptr的内部指针(高效,不涉及资源复制)reset()释放当前管理的对象,并可接管新对象(安全重置)get()获取原始裸指针(用于兼容 C 接口,不可 delete)operator*->

Fcy648的博客 883

C++ —— 以真我之名 如飞花般绚丽 - 智能指针

什么是内存泄漏:内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使⽤的内存,⼀般是忘记释放或者发⽣异常释放程序未能执⾏导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失,⽽是应⽤程序分配某段内存后,因为设计错误,失去了对该段内存的控制,因⽽造成了内存的浪费内存泄漏的危害:普通程序运⾏⼀会就结束了出现内存泄漏问题也不⼤,进程正常结束,⻚表的映射关系解除,物理内存也可以释放。

hedhjd的博客 1万+

C++ 智能指针的使用及其原理

下⾯程序中我们可以看到,new了以后,我们也delete了,但是因为抛异常导,后⾯的delete没有得到执⾏,所以就内存泄漏了,所以我们需要new以后捕获异常,捕获到异常后delete内存,再把异常抛出,但是因为new本⾝也可能抛异常,连续的两个new和下⾯的Divide都可能会抛异常,让我们处理起来很⿇烦。智能指针放到这样的场景⾥⾯就让问题简单多了。

2301_79875009的博客 987

C++11 智能指针

什么是内存泄漏:内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使⽤的内存,⼀般是忘记释 放或者发⽣异常释放程序未能执⾏导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失,⽽是应⽤程序分 配某段内存后,因为设计错误,失去了对该段内存的控制,因⽽造成了内存的浪费。内存泄漏的危害:普通程序运⾏⼀会就结束了出现内存泄漏问题也不⼤,进程正常结束,⻚表的映射 关系解除,物理内存也可以释放。

2401_83575662的博客 1340

C++笔记-智能指针的使用及其原理

可以看出,unique_ptr并不支持拷贝,如果拷贝就会报错,并且在这里我要提一点:unique_ptr是不支持通过=号来进行初始化的,其实上面的auto_ptr也不支持,原因就是如果用=来进行初始化的,这就相当于隐式类型转换,会产生临时对象,也就会去调用拷贝构造函数,而unique_ptr是不能拷贝的,所以不支持这种初始化。而lock的作用我们上面也说了,它会返回一个管理资源的shared_ptr,相当对多了一个shared_ptr智能指针来管理资源,相应的引用计数也会增加。

2301_80236968的博客 1622

C++11智能指针

内存泄漏。

chuxinweihui的博客 722
上一篇: C++ 异常
下一篇: Qt控件美化:LineEdit与CheckBox实战
FirstFrost --sy
博客等级 码龄3年 371粉丝 68原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值