C++各种智能指针的用法及区别

本文深入探讨了C++编程中智能指针的使用,包括scoped_ptr、auto_ptr、shared_ptr和weak_ptr的功能及注意事项。重点强调了避免误用智能指针带来的问题,确保代码的稳定性和效率。

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    在C++编程中,智能指针绝对是很强大的用法,boost库里把这些指针用的出神入化,它可以简化程序员写代码的复杂度,不用去考虑代码分支路径导致的遗漏delete语法,也无须担心冗余delete导致的double free问题。但是,便利性也要求程序猿熟悉各种指针的用法,避免误用,反而带来其他问题。下面简要列下常用的智能指针,及其用法:

1.scoped_ptr:这是最常用的智能指针,当你new一块内存后,把内存地址交给scoped_ptr管理,这样就不用显式调用delete了,当离开作用于后,该内存会被自动释放,如

   int* p = new int;

   scoped_ptr<int> scoped_int_ptr(p);

  注意:无须再delete p;这样会double free。另外一个重要的点是:scoped_ptr不允许传递指针,即他的拷贝构造和赋值函数都是private的,不允许调用,所以你不能写如下代码

    scoped_ptr<int> scoped_int_ptr2 =  scoped_int_ptr; // 不允许

2.auto_ptr:它和scoped_ptr用法基本是一致的,但是它允许指针传递,拷贝构造和赋值函数允许调用,故名思意,当发生赋值时,原对象的指针会转移给新对象,这时原对象的指针就为NULL了,不能再调用。所以,对指针要把握好,使用应谨慎。

3.shared_ptr:scoped_ptr一样包装了new操作符在堆上分配的动态对象,但它实现的是引用计数型的智能指针 ,可以被自由地拷贝和赋值,在任意的地方共享它,当没有代码使用(引用计数为0)它时才删除被包装的动态分配的对象。但是,shared_ptr注意不要有循环引用,否则会出现内存泄漏。例如:A和B对象互相引用,它们的引用计数都是1,当出了作用域之后,二者不能自动释放,出现了内存泄漏。

4.weak_ptr:是一种智能指针,它对被 std::shared_ptr 管理的对象存在非拥有性(“弱”)引用。在访问所引用的对象前必须先转换为 std::shared_ptr。

std::weak_ptr 用来表达临时所有权的概念:当某个对象只有存在时才需要被访问,而且随时可能被他人删除时,可以使用std::weak_ptr 来跟踪该对象。需要获得临时所有权时,则将其转换为 std::shared_ptr,此时如果原来的std::shared_ptr 被销毁,则该对象的生命期将被延长至这个临时的 std::shared_ptr 同样被销毁为止。

此外,std::weak_ptr 还可以用来避免 std::shared_ptr 的循环引用。

智能指针是一种重要的C++特性,它可以帮助程序员管理动态分配的内存,以防止内存泄漏和悬挂指针等问题。 智能指针用法非常简单,程序员只需要包含<memory>头文件,并使用std::shared_ptr、std::unique_ptr或std::weak_ptr等类来创建智能指针对象。 其中,std::shared_ptr是最常用的一种智能指针,它可以实现多个智能指针共享同一块内存。当最后一个shared_ptr离开其作用域时,内存会被自动释放。 std::unique_ptr是一种独占式智能指针,它不能被复制,只能通过移动语义传递到其他unique_ptr中。这样可以确保在内存释放时不会出现问题。 std::weak_ptr是一种弱引用智能指针,它可以用于解决循环引用问题。weak_ptr不会增加引用计数,但可以通过lock()方法获取一个shared_ptr来访问它所管理的对象。 使用智能指针的好处是它们可以自动管理内存释放,避免因忘记释放内存而导致的内存泄漏问题。此外,智能指针还提供了更安全的内存访问方式,避免了悬挂指针等问题。 在使用智能指针时,我们应该避免使用裸指针,尽量使用智能指针对象来管理动态分配的内存。另外,需要注意的是,智能指针的循环引用问题,如果存在循环引用,应该使用weak_ptr来打破引用环。 总之,智能指针C++中非常实用的特性,可以帮助我们更方便、安全地管理内存,提高程序的健壮性和可维护性。
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