【C++】智能指针

最新推荐文章于 2024-09-26 14:13:59 发布

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#c++ #开发语言

文章详细介绍了C++中智能指针的作用，如防止内存泄漏，以及RAII原则。讨论了标准库中的std::auto_ptr、std::unique_ptr和std::shared_ptr，包括它们的特性、问题及解决策略，如shared_ptr的引用计数、线程安全问题和循环引用问题，并提出了weak_ptr作为解决方案。此外，还提到了定制删除器的概念，用于处理不同类型的资源释放。

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B）shared_ptr中产生的线程安全问题

C）shared_ptr中的循环引用问题

4.weak_ptr

5.定制删除器

一、为什么需要智能指针？

在我们异常一节就已经讲过，当使用异常的时候，几个函数层层嵌套，其中如果抛异常就可能导致没有释放堆区开辟的空间。这样就很容易导致内存泄漏。关于内存泄漏，我也曾在C++内存管理一文中写过。

为了更好的管理我们申请的空间，C++引入了智能指针。

参考文章：

1.【C++】异常_

2. C++内存管理

二、智能指针

1.RAII

RAII （ Resource Acquisition Is Initialization ）是一种 利用对象生命周期来控制程序资源 （如内存、文件句柄、网络连接、互斥量等等）的简单技术。

在对象构造时获取资源 ，接着控制对资源的访问使之在对象的生命周期内始终保持有效， 最后在 对象析构的时候释放资源 。借此，我们实际上把管理一份资源的责任托管给了一个对象。

这种做 法有两大好处：

不需要显式地释放资源。
采用这种方式，对象所需的资源在其生命期内始终保持有效。

template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	SmartPtr(T* ptr = nullptr)
		:_ptr(ptr)
	{
		cout << "管理空间:" << _ptr << endl;
	}

	~SmartPtr()
	{
		if (_ptr)
		{
			delete _ptr;
		}
		cout << "释放空间:" << _ptr << endl;
	}

	
private:
	T* _ptr;
};

int main()
{
	SmartPtr<int> sp1(new int(1));

	return 0;
}

我们可以看到，智能指针的引入，极大的便利了我们管理空间。

在封装了几层的函数中抛异常，我们也能够来通过智能指针来管理好空间。

2.智能指针的完善

上述的 SmartPtr 还不能将其称为智能指针，因为它还不具有指针的行为。指针可以解引用，也可以通过-> 去访问所指空间中的内容，因此： AutoPtr 模板类中还得需要将 * 、 -> 重载下，才可让其 像指针一样去使用 。

template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	SmartPtr(T* ptr = nullptr)
		:_ptr(ptr)
	{
		cout << "管理空间" << _ptr << endl;
	}

	~SmartPtr()
	{
		if (_ptr)
		{
			delete _ptr;
		}
		cout << "释放空间:" << _ptr << endl;
	}

	T& operator*()
	{
		return *_ptr;
	}

	T* operator->()
	{
		return _ptr;
	}

	T& operator[](size_t pos)
	{
		return _ptr[pos];
	}

private:
	T* _ptr;
};

class Date
{
public:
	int _y