数据结构(三)之智能指针

1.1 内存泄漏(臭名昭著的Bug)
1.1.1内存泄漏

  • 动态申请堆空间,用完后不归还
  • C++中没有垃圾回收的机制
  • 指针无法控制所指堆空间的生命周期(指针变量和他所指向的内存空间变量是两个不同的变量)。

1.1.2 智能指针

  • 指针生命周期结束时主动释放堆空间
  • 一片堆空间最多只能由一个指针标识
  • 杜绝指针运算和指针比较

1.1.3 智能指针的设计方案

  • 通过类模板描述指针的行为
    • 能够定义不同类型的指针对象
  • 重载指针特征操作符(-> 和*)
    • 利用对象模拟原生指针的行为。

1.1.4 军规

  • 智能指针的使用军规:只能用来指向堆空间中的带给对象或者变量

参考一 : 狄泰软件课程
如有侵权:请联系邮箱 1986005934@qq.com

### 如何使用C++智能指针指向自定义数据结构 在C++中,智能指针可以有效地管理动态分配的内存,并且可以通过重载运算符来操作自定义数据结构。以下是一个示例,展示如何使用 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr` 来管理自定义数据结构。 #### 示例代码 ```cpp #include <iostream> #include <memory> #include <vector> // 定义一个自定义数据结构 struct Node { int value; std::shared_ptr<Node> next; Node(int val) : value(val), next(nullptr) {} }; int main() { // 使用 unique_ptr 管理单个节点 auto uniqueNode = std::make_unique<Node>(10); // 访问 unique_ptr 指向的对象 std::cout << "Unique Node Value: " << uniqueNode->value << std::endl; // 使用 shared_ptr 构建链表 auto head = std::make_shared<Node>(1); head->next = std::make_shared<Node>(2); // 遍历链表 std::shared_ptr<Node> current = head; while (current != nullptr) { std::cout << "Shared Node Value: " << current->value << std::endl; current = current->next; } return 0; } ``` 上述代码展示了如何使用智能指针来管理自定义数据结构 `Node` 的实例[^1]。`std::unique_ptr` 用于管理单个对象,而 `std::shared_ptr` 用于构建和管理链表结构中的节点[^3]。 #### 自定义删除器 如果需要为智能指针定义自定义删除器以释放特定资源(例如关闭文件或释放其他类型资源),可以按照以下方式实现: ```cpp #include <iostream> #include <memory> #include <fstream> // 自定义数据结构 struct CustomResource { std::ofstream file; CustomResource(const char* filename) : file(filename, std::ios::out) {} ~CustomResource() { file.close(); } }; int main() { // 使用 unique_ptr 和自定义删除器 auto customDeleter = [](CustomResource* res) { delete res; }; std::unique_ptr<CustomResource, decltype(customDeleter)> resource(new CustomResource("output.txt"), customDeleter); // 写入文件 if (resource->file.is_open()) { resource->file << "Hello, World!" << std::endl; } return 0; } ``` 在这个示例中,`std::unique_ptr` 被用来管理一个包含文件流的自定义资源 `CustomResource`,并且通过自定义删除器确保了资源的正确释放[^2]。 ---
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