C++11读书笔记—6（新指针）

最新推荐文章于 2025-06-24 17:39:01 发布

魔峥

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分类专栏： C-C++ 文章标签：读书笔记 C-C++

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本文详细介绍了C++11中引入的智能指针，包括unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr的特点与使用方法，并探讨了nullptr的概念及规则。

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问：你为什么不用C/C++？

答：面对一个24小时不能中断运行的程序，程序员的一点内存错误通过积累可能带来灾难性后果。

〇、C++11版本之前的内存

之前我在C/C++基础的专区上已经说了C/C++几个大坑。

（1）野指针问题（2）重复内存释放问题（3）内存泄漏问题

在C++98中就已经有了智能指针这一说法。通过一个模板类型“auto_ptr"来实现。auto_ptr以对象的方式管理堆分配的内存，并在适当的时间析构，释放所获得的堆内存。我们这么写就可以了。

auto_ptr(new int);

auto_ptr的缺点很明显，拷贝时返回一个左值，不能调用delete[]，破坏复制性等等，以至于很多C++教材直接去掉这么个神器。C++11在搞新智能指针时，直接废弃了。C++11提供3个智能指针。std::shared_ptr , std::unique_ptr , std::weak_ptr 使用前要#include <memory>

一、C++11的智能指针（本质是个模板类）

1.unique_ptr独占指针

先上代码：

	unique_ptr<int> up1(new int(11));
	cout << *up1 << endl; //11
	unique_ptr<int> up3 = move(up1);
	cout << *up3 << endl; //11
	cout << *up1 << endl;    //这一步会出问题，运行时错误

up1.reset(); up3.reset();//显示释放内存，不会导致运行时错误

unique_ptr，形如其名，独占指针。如果这么写unique_ptr<int> up2 = up1; 就错了，所有权仅能用move转移，转移之后原始指针就失效了。

2.shared_ptr共享指针

shared_ptr共享指针，使用引用计数，每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存。在最后一个shared_ptr析构时，内存释放。

注意：

（1）不要用一个原始指针初始化多个shared_ptr:

int* ptr= new int;
shared_ptr <int>p1(ptr);	
shared_ptr <int>p2(ptr);//logic error

因为是计数方式，这么写可能会计数错误，提前析构。

（2）不要在函数实参中创建shared_ptr，如下代码：

fuction(shared_ptr <int>p1(new int),g());

有些编译器，可能是从左向右，先执行new int。如果g()发生异常，内存又泄露了。建议分开写。

（3）不要传入this指针到shared_ptr里面

（4）避免循环引用

这是智能指针的我一个最大坑（《深入应用C++》这本书说的，~~我只能说这很喜闻乐见~~）

struct A
{
	shared_ptr<B> bptr;
};
struct B
{
	shared_ptr<A> aptr;
};

int main()
{
    {//这里有一个作用
        ap(new A);
	bp(new B);
	ap->bptr = bp;
	bp->aptr = ap;
    }
	return 0；
}

其实我认为这种循环指向的问题，不管是谁都头疼。出了作用域引用计数变为1，并不会减为0。解决方法就是改为weak_ptr。

3.weak_ptr弱引用智能指针

weak_ptr是用来监视shared_ptr的。不会使引用计数加一。不管理shared_ptr内部的指针，主要是为了监视shared_ptr的生命周期。weak_ptr没有重载*与->，因为他不共享指针，不能操作资源。（按照定义好像不能算智能指针了）上面的程序改一下就行了。

struct A
{
	shared_ptr<B> bptr;
};
struct B
{
	weak_ptr<A> aptr;
};

二、指针空值nullptr

1.指针空值的衍变

指针空值的设计就是一块不能访问的地址，例如系统保留地址。开始，人们将其设置为0，因为内存地址为0的地方一般是系统内核保留区，绝对不能访问。NULL其实是个宏定义,就是字面量0。(像java语言中的null的写法是不识别的)

#include<iostream>
using namespace std;
void f(char* a)
{
	cout << "char" << endl;
}

void f(int a)
{
	cout << "int" << endl;
}

int main()
{
	f(NULL);//注意这个
	return 0;
}

我的原意是NULL属于空值指针(看来还是右值)，应该执行上面重载函数；而书上说NULL会做转换变为0直接执行下面的void f(int a)的重载函；但是G++等编译器遇到NULL就直接报二义性错误,VS直接输出“char” 。这种程序员，编译器，C++标准委员会三方不统一的情况很热闹。于是C++11创造出空值引用nullptr。