智能指针(二)

本文探讨了智能指针在管理动态分配的对象数组时遇到的问题,并通过实例展示了一个因使用不当导致程序崩溃的情况。文章进一步介绍了如何修改智能指针类以适配数组管理的需求。

智能指针存在的问题

通过对指针的封装,让类可以像指针一样。这样的智能指针还是存在些问题。之前我们解决了,对象拷贝问题,引入引用技术保存拷贝次数,当拷贝次数为1时,便可以直接释放析构对象。现在存在的新的问题是,之前都是用来管理单个对象,那么如果想管理一个数组呢?因此出现了下面的问题:

class AA
{
public:
    ~AA()
    {

    }
    void Dispaly()
    {
        cout << _a << endl;
    }
private:
    int _a;
};

template <class T>
class SharePtr
{
public:
    SharePtr( T* ptr)
        :_ptr(ptr)
        , _pCount(new int(1))
    {}

    ~SharePtr()
    {
        if (--(*_pCount) == 0)
        {
            delete _pCount;
            delete _ptr;
        }
    }

    SharePtr(SharePtr<T>& s)
        :_ptr(s._ptr)
        , _pCount(s._pCount)
    {
        ++*_pCount;
    }

    SharePtr<T>& operator=(SharePtr<T>& s)
    {
        if (this != &s)
        {
            if ( --(*_pCount) == 0 )
            {
                delete _ptr;
                delete _pCount;
            }

            _ptr = s._ptr;
            _pCount = s._pCount;
            ++(*_pCount);

        }
        return *this;
    }
    T& operator*()
    {
        return *_ptr;
    }
    T* operator->()
    {
        return _ptr;
    }
private:
    int *_pCount;
    T    *_ptr;
};
void Test()
{
    SharePtr<AA> p1 = new AA[10];//断点处

}

很明显,代码崩溃了。缘何?

把断点打到 SharePtr p1 = new AA[10];//断点处进去之后可以看到

这里写图片描述

由于对象析构时,delete删除的位置不正确,delete从第二个字节开始删除,因而崩溃了。

因此出现了shareArray,只要把delete 改为 delete[ ],则可以。

### 三级标题:智能指针级指针的关系 在C++中,智能指针的设计初衷是为了替代裸指针,从而避免手动管理内存带来的问题,例如内存泄漏和悬空指针。然而,当涉及到级指针(即指向指针的指针)时,智能指针的使用变得更为复杂。对于`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`,它们并不直接支持级指针的操作,因为智能指针的核心在于管理单个对象或数组的生命周期,而不是指针的指针。 尽管如此,在某些特定场景下,可能需要模拟智能指针级指针的支持。例如,当需要传递智能指针给一个期望接收裸指针的函数,并且该函数会修改指针指向的位置时,可以采用一些技巧来实现类似的功能。一种方法是使用`std::unique_ptr`的`.get()`方法获取裸指针,然后将其地址传递给期望接收级指针的函数。但是需要注意的是,这样做会暂时脱离智能指针的管理,因此必须确保在适当的时候重新获得所有权或者确保传递出去的指针不会导致资源泄露[^4]。 ### 三级标题:封装智能指针以支持级指针操作 为了更好地支持级指针的操作,可以通过封装智能指针来创建一个自定义的智能指针类,该类能够处理更复杂的指针操作需求。例如,可以定义一个模板类,该类内部维护一个智能指针,并提供额外的方法来处理级指针的赋值和访问。这种方法的关键在于如何安全地转移所有权,同时保持接口的简洁性和安全性。 下面是一个简单的示例,展示了如何通过封装`std::unique_ptr`来支持级指针的操作: ```cpp template<typename T> class CustomUniquePtr { public: explicit CustomUniquePtr(T* ptr) : ptr_(ptr) {} // 获取内部的裸指针 T* get() const { return ptr_.get(); } // 释放所有权并返回内部的裸指针 T* release() { return ptr_.release(); } // 重置内部的裸指针 void reset(T* ptr = nullptr) { ptr_.reset(ptr); } private: std::unique_ptr<T> ptr_; }; // 使用示例 void modifyPointer(CustomUniquePtr<int>*& ptrPtr) { int* rawPtr = new int(10); ptrPtr = new CustomUniquePtr<int>(rawPtr); } int main() { CustomUniquePtr<int>* myPtr = nullptr; modifyPointer(myPtr); // 使用myPtr... delete myPtr; // 注意手动删除CustomUniquePtr实例 return 0; } ``` 在这个例子中,`CustomUniquePtr`类封装了一个`std::unique_ptr`,并提供了获取、释放和重置内部指针的方法。通过这种方式,可以在一定程度上支持级指针的操作,同时保留智能指针的优势。需要注意的是,在使用此类时仍然需要小心处理所有权的问题,以防止资源泄露。 ### 三级标题:线程安全性和智能指针 关于线程安全性,`std::shared_ptr`的设计允许在多线程环境中安全地共享资源,其内部的引用计数机制是原子操作,这意味着多个线程可以同时访问不同的`shared_ptr`实例而不必担心数据竞争。然而,当涉及到对同一个`shared_ptr`对象的修改时,仍然需要外部同步机制来保证线程安全。对于封装后的智能指针,如果希望支持线程安全的操作,则需要确保封装类本身的设计也能够处理并发访问的问题[^2]。 ### 三级标题:相关问题
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