动态内存管理-优快云博客

12.动态内存

最安全的使用和分配动态内存的方法是使用make_shared的标准库函数，形如make_shared<T>(args),返回一个shared_ptr智能指针，并指向类型为T的对象，用args参数进行初始化。（定义在头文件memory中）与顺序容器的成员emplace类似，都是直接使用其参数进行构造，而不是拷贝产生。
智能指针shared_ptr和普通指针不同的是，与之相连的会有一个计数器，这个计数器会记录有多少个地方对该对象进行了引用，当该计数器变为0时，它会自动销毁该对象。
使用动态内存的三种原因：

程序不知道一共需要多少个对象（容器）
程序不知道需要的对象的类型是什么
程序需要在多个对象间共享数据

直接管理内存

使用new和delete来直接管理内存，相较于智能指针而言，效果并不好容易遗忘等，具体使用如下：

\\可以使用new来申请获得一个无名的空间
int* p=new int;//默认初始化
string*p1 = new string("hello");
int* p3=new int(10);
vector<int> *pv=new vector<int>{1,2,3,4};//列表初始化

//也可以申请获得const类型的
const int *pi=new const int(10);//对于有默认构造函数的可以隐式初始化，
									//其他的必须显式初始化

delete:释放由new申请得到的内存，对于不是指针的内容，还有已经释放过的指针指向内存使用会有潜在危害。如果忘记释放内存，会导致所谓的内存泄漏问题，只有到所有自由内存被用尽，才能发现问题；如果同一个内存被释放两次，会破坏自由内存；因此尽量使用智能指针来管理动态内存，避免使用new与delete来进行管理。

shared_ptr与new操作符混用

可以将一个由new、申请得到的动态内存，交付给智能指针来管理，如shared_ptr p(new int(10)),有智能指针p将管理一个值为10的内存空间。另外，必须使用直接初始化的方式进行如下操作是不允许的shared_ptr<int> pr=new int(1024);会报错，这种间接操作是不允许的。
最好使用指针管理动态内存，即由new申请得到的，因为动态指针默认是使用delete来释放空间的，如果不是动态内存，则需要自己设计操作来完成释放操作,
例如shared_ptr<T> p(q,d)//q必须可以转换为<T>类型，p调用可调用对象d来代替delete.
不要混合使用智能指针和普通指针————p413.

###unique_ptr
与shared_ptr类似只支持直接初始化，需要使用new申请返回的指针进行初始化，不允许赋值及拷贝，也即以下操作是不被允许的：

unique_ptr<int> p(p1)//错误，不允许拷贝，其中p1是另一个unique_ptr
p=p1//错误，不允许赋值

独享，一时刻只能有一个指针指向一个内存，不存在make_shared类似的函数返回一个unique_ptr的指针。另外，虽然unique_ptr不支持拷贝与赋值，但是它存在release方法和reset方法，可以将一段内存的所有权转移，以上代码目的的正确表达方式为：

unique_ptr<int> p(p1.release())//p1放弃对其指向内存的控制权，并将p1清空，
									//转移所有权给p
unique_ptr<int> p3(new int(1024));
//或者使用reset,p3转移所有权给p
unique_ptr<int> p.reset(p3.release())//reset释放了p之前指向的内存

release函数会返回一个指针，以上是交给另一个智能指针管理，但是我们也可以把它赋给另一个普通指针，并用delete释放，但如下操作是错误的p.release()//p不会释放内存，且我们会丢失指针,可以进行如下auto a=p.release() delete（a）进行释放。

动态数组

动态数组并不是数组类型，利用new申请的一个数组，返回的是一个元素类型的指针，具体使用如下：

int* p=new int[42]//分配一个大小42的int数组，返回的指针指向第一个元素。

数组初始化

常用的初始化方式有：在申请的后面加小括号，表示进行空的值初始化，或者使用花括号进行列表初始化。

int* q=new int[10]()//对10个值进行值初始化
int* r=new string[10]{“hello”,“hi”,“c++”,string(10,‘c’)}//前四个元素按照列表进行初始化，后续的进行初始化，如果列表中元素多于数组内存则不会分配空间。

释放动态数组

在对动态数组进行释放时，和一般的delete不同的是需要在数组指针前加上一对[],形如delete []p指示这是一个指向数组首元素的指针，之后将会逆序销毁数组中的元素，并销毁该指针。

智能指针与动态数组
可以使用智能指针unique_ptr来管理动态数组，但是需要在类型说明中加[],指明是一个数组指针，具体使用如下：

unique_ptr<int[ ]>up (new int[10]);
up.release()//默认使用delete[]进行销毁

并且可以使用下标运算符访问数组中的操作，例如up[3],访问数组中的第四个元素。
不建议使用shared_ptr进行管理。（需要自己提供删除器，不能使用下标运算符等）

allocator

在之前的new操作和delete中，申请内存和初始化操作，以及销毁和清空内存的操作都是在一起的，这就产生了不灵活的问题，在memory中allocator类提供了仅仅申请内存，不进行初始化的操作，具体初始化需要自己亲自执行，可以解决该问题，具体使用如下：

allocator<string> allo;//创建一个可以申请string类型的allocator对象
auto const p=allo.allocate(n);//分配n个未初始化的string
//初始化
auto q=p;
allo.construct(q++,"hello");
allo.construct(q++,"world");
//销毁，销毁的必须是自己构造的内存
while(q!=p){
	allo.destroy(q);
	--q;
	}
allo.deallocate(p,n)//p必须是创建时返回的指针，n必须是创建时申请的大小。
						//必须先执行上面的destroy操作，才能释放内存给系统

文本查询程序设计

设计思路：

使用vector将待查询的文件中的每一行视为vector的一个元素，进行存储，便于后续通过行号输出对应内容。
使用一个map存储对应单词和其出现的行数，行数存储在一个set中，作为键值对中的值进行存储。具体形式为map<string,set<int> >.

最后的显示效果为：

please enter a word to explore: to

to occurs 3 times
to (line 2 ) You can certainly do this if you want to, but there doesn’t seem to be any
to (line 4 ) data (which is a pointer) but rather the thing data points to, which is
to (line 5 ) perfectly legal to do with a const pointer. by David Schwartz.
please enter a word to explore: q

另外官方设计还采用shared_ptr管理两个类之间数据共享的问题，在自己的实现中没有使用。程序链接为
官方Header|Implemenation|Test

自己的实现Header|Implemenation|Test