Qt QSharedPointer使用详解与实践

为什么需要智能指针?

在C++开发中,手动管理内存容易导致内存泄漏悬空指针问题。Qt提供的QSharedPointer通过自动内存管理,帮助我们更安全地操作堆对象。

QSharedPointer简介

  • 共享所有权智能指针
  • 采用引用计数机制
  • 当最后一个指针离开作用域时,自动释放内存
  • 支持自定义删除器(默认使用delete)

基础操作示例

1. 创建智能指针

// 创建空指针
QSharedPointer<int> ptr1;

// 动态分配内存
QSharedPointer<QString> ptr2(new QString("Hello"));

// 推荐使用工厂方法
auto ptr3 = QSharedPointer<QFile>::create("test.txt");

2. 共享所有权

QSharedPointer<Student> stuPtr(new Student("Alice"));

// 拷贝构造
QSharedPointer<Student> ptrCopy(stuPtr); 

// 赋值操作
QSharedPointer<Student> ptrAssign;
ptrAssign = stuPtr;

// 此时引用计数为3

3. 重置指针

QSharedPointer<QObject> objPtr;

// 重置为新对象
objPtr.reset(new QObject()); 

// 重置为空指针
objPtr.reset(); 

4. 访问数据

QSharedPointer<QString> ptr2(new QString("Alice"));
if (!ptr2.isNull()) 
{
	qDebug() << *ptr2;  // 解引用操作
	qDebug() << ptr2->toUpper(); // 箭头操作符
}

// 获取原始指针(慎用!)
QString* rawPtr = ptr2.data(); 

5. 判空操作

QSharedPointer<QString> ptr1(new QString("Alice"));
QSharedPointer<QString> ptr3(new QString("Alice"));

// 方式一
if (ptr1.isNull()) 
{
	qDebug() << "Pointer is empty";
}

// 方式二(重载bool运算符)
if (!ptr3) 
{
	qDebug() << "Pointer is empty";
}

重要注意事项

  1. 避免循环引用
    当两个QSharedPointer相互引用时会导致内存泄漏,此时应使用QWeakPointer

  2. 不要混合使用裸指针

    QString* raw = new QString();
    QSharedPointer<QString> p1(raw);
    // QSharedPointer<QString> p2(raw); // 错误!会导致重复删除
    
  3. 线程安全性
    QSharedPointer的引用计数操作是原子性的,但指向的内容需要自行保证线程安全

  4. 自定义删除器

    QSharedPointer<FILE> filePtr(
    	fopen("data.bin", "rb"),
    	[](FILE* f) { if(f) fclose(f); }
    );
    

什么时候使用?

✅ 需要共享所有权的场景
✅ 对象生命周期难以预测的情况
✅ 需要异常安全的代码

总结

QSharedPointer通过自动化内存管理,可以帮助开发者:

  • 减少内存泄漏风险
  • 简化资源管理代码
  • 提高代码异常安全性

建议在Qt项目中优先使用智能指针替代裸指针!

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