C++内存管理介绍及智能指针

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C++内存管理介绍及智能指针

前言

如何避免内存泄漏？

总结

C++为什么没有提供GC机制？（RAII）

智能指针

分类

unique_ptr

shared_ptr

weak_ptr

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C++内存管理介绍及智能指针

前言

C++开发中大多问题都是由于内存泄漏导致，在C++11之前，和C语言一样只能通过人为来进行内存管理（new和delete），在C++11之后出现了智能指针

如何避免内存泄漏？

new/delete的使用：自定义类动态分配对象和对象数组（自定义类是否有无析构函数）

总结

new/delete必须成对出现，new[]/delete []必须成对出现

人为的控制new/delete问题，无法杜绝内存泄漏

C++为什么没有提供GC机制？（RAII）

• 没有共同基类：C++是从C发展而成，允许直接操作指针，允许将一个类型转换为另一个类型，对于一个指针无法知道它真正指向的类型；而Java或C#都有一个共同基类
• 系统开销：垃圾回收所带来的系统开销，违反了C++的设计哲学，“不为不必要的功能支付代价”，不符合C++高效的特性，使得不适合做底层工作
• 消耗内存：C++产生的年代内存很少，垃圾回收机制需要占用更多的内存
• 替代方法：C++（RAII）有析构函数实现智能指针，通过引用计数去管理资源的释放，对GC的需求不迫切

总结起来，主要原因是因为C++的架构问题导致没有提供GC机制

智能指针

主要思想：通过引用计数来防止内存泄漏，缺点是增加了不必要的开销（需要一段空间来维护指针的引用计数）

注意：使用时需要包含#include 头文件，

智能指针的使用如shared_ptr：使用构造函数只能对堆空间的变量进行使用，不能对栈空间的变量使用

使用模板函数make_shared可以对类型变量使用

分类

auto_ptr(C++98)：被C++11智能指针替代，不再使用

unique_ptr(C++11)：独占指针，一旦指针指向了一块空间，则该空间不能再被其它指针所指向

shared_ptr(C++11)：共享指针，可以有多个指针指向同一块内存空间

weak_ptr(C++11)：弱指针，结合共享指针来使用，用于解决共享指针的一些不足

unique_ptr

shared_ptr

weak_ptr