智能指针及其它

本文介绍了C++中的高级特性,包括clock_gettime的时间获取方法、abort()函数的进程异常终止机制、宏定义与可变参数列表的使用技巧、智能指针的各种类型及其应用场景,如shared_ptr、ptr_vector、auto_ptr、scoped_ptr和weak_ptr的特点与注意事项。

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1 .  clock_gettime可获取 秒&纳秒

     例子: clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &abstime);

2. abort()   异常终止一个进程

    abort()函数首先解除进程对SIGABRT信号的阻止,然后向调用进程发送该信号。abort()函数会导致进程的异常终止除非SIGABRT信号被捕捉并且信号处理句柄没有返回。 函数没有返回值:void abort(void);

3. 可变参数列表

int print_log(char* fmt,...)

#define NOTICE(fmt, args...) print_log("[%s] : "fmt, __func__, ##args)

4. # 和##的用法:#pra 将传过来的参数pra当做字符串处理; a##b将两个连接起来, int n = 9; int token9 = 1; printf("token"#n"=%d\n", token##n),输出 token9=1;

5. 智能指针

a. boost::shared_ptr : 通过引用计数保证对象的正确析构(引用计数变为0时,自动析构),解决了多个指针间共享对象所有权的问题,同时也满足容器对元素的要求,因而可以安全地放入容器中。使用shared_ptr解决的主要问题是知道删除一个被多个客户共享的资源的正确时机。

b. boost::ptr_vector

实际情况中并不这么用。 第一,反复声明 boost::shared_ptr 需要更多的输入。 其次,将 boost::shared_ptr拷进,拷出,或者在容器内部做拷贝,需要频繁的增加或者减少内部引用计数,这肯定效率不高。

 boost::ptr_vector 专门用于动态分配的对象,它使用起来更容易也更高效。 boost::ptr_vector 独占它所包含的对象,因而容器之外的共享指针不能共享所有权,这跟 std::vector<boost::shared_ptr<int> > 相反。

除了 boost::ptr_vector之外,专门用于管理动态分配对象的容器还包括:boost::ptr_deque, boost::ptr_list, boost::ptr_set, boost::ptr_map, boost::ptr_unordered_set 和 boost::ptr_unordered_map。

当ptr_vecotr定义的vector容器析构时, 会自动将其内指针指向的对象析构。

c. boost::auto

 auto_ptr析构的时候肯定会删除他所拥有的那个对象,所以我们就要注意了,一个萝卜一个坑,两个auto_ptr不能同时拥有同一个对象,auto_ptr具有独占性。

auto_ptr的析构函数中删除指针用的是delete,而不是delete [],所以我们不应该用auto_ptr来管理一个数组指针。

一个auto_ptr被拷贝或被赋值后, 其已经失去对原对象的所有权(所有权转移)。被拷贝或赋值的auto_ptr将不能再使用。

auto_ptr不能作为容器对象,STL容器中的元素经常要支持拷贝,赋值等操作,在这过程中auto_ptr会传递所有权。

d. boost::scoped_ptr

boost::scoped_ptr的实现和std::auto_ptr非常类似,都是利用了一个栈上的对象去管理一个堆上的对象,从而使得堆上的对象随着栈上的对象销毁时自动删除。不同的是,boost::scoped_ptr有着更严格的使用限制——不能拷贝。这就意味着:boost::scoped_ptr指针是不能转换其所有权的。

不能转换所有权: boost::scoped_ptr所管理的对象生命周期仅仅局限于一个区间(该指针所在的"{}"之间),无法传到区间之外,这就意味着boost::scoped_ptr对象是不能作为函数的返回值的(std::auto_ptr可以)。

不能共享所有权: 这点和std::auto_ptr类似。这个特点一方面使得该指针简单易用。另一方面也造成了功能的薄弱——不能用于stl的容器中。

不能用于管理数组对象: 由于boost::scoped_ptr是通过delete来删除所管理对象的,而数组对象必须通过deletep[]来删除,因此boost::scoped_ptr是不能管理数组对象的,如果要管理数组对象需要使用boost::scoped_array类。

e. weak_ptr: 见下一篇,专门介绍

       

内容概要:本文详细介绍了扫描单分子定位显微镜(scanSMLM)技术及其在三维超分辨体积成像中的应用。scanSMLM通过电调透镜(ETL)实现快速轴向扫描,结合4f检测系统将不同焦平面的荧光信号聚焦到固定成像面,从而实现快速、大视场的三维超分辨成像。文章不仅涵盖了系统硬件的设计与实现,还提供了详细的软件代码实现,包括ETL控制、3D样本模拟、体积扫描、单分子定位、3D重建和分子聚类分析等功能。此外,文章还比较了循环扫描与常规扫描模式,展示了前者在光漂白效应上的优势,并通过荧光珠校准、肌动蛋白丝、线粒体网络和流感A病毒血凝素(HA)蛋白聚类的三维成像实验,验证了系统的性能和应用潜力。最后,文章深入探讨了HA蛋白聚类与病毒感染的关系,模拟了24小时内HA聚类的动态变化,提供了从分子到细胞尺度的多尺度分析能力。 适合人群:具备生物学、物理学或工程学背景,对超分辨显微成像技术感兴趣的科研人员,尤其是从事细胞生物学、病毒学或光学成像研究的科学家和技术人员。 使用场景及目标:①理解和掌握scanSMLM技术的工作原理及其在三维超分辨成像中的应用;②学习如何通过Python代码实现完整的scanSMLM系统,包括硬件控制、图像采集、3D重建和数据分析;③应用于单分子水平研究细胞内结构和动态过程,如病毒入侵机制、蛋白质聚类等。 其他说明:本文提供的代码不仅实现了scanSMLM系统的完整工作流程,还涵盖了多种超分辨成像技术的模拟和比较,如STED、GSDIM等。此外,文章还强调了系统在硬件改动小、成像速度快等方面的优势,为研究人员提供了从理论到实践的全面指导。
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