[C++] SmartPtr / auto_ptr

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本文介绍了C++标准库中的智能指针auto_ptr，探讨了其设计理念及如何解决资源泄漏问题。通过实例分析了auto_ptr的工作原理及其在异常处理中的作用。

http://www.cppblog.com/SmartPtr/archive/2007/07/05/27549.html

auto_ptr是当前C++标准库中提供的一种智能指针，或许相对于boost库提供的一系列眼花缭乱的智能指针，　或许相对于Loki中那个无所不包的智能指针，这个不怎么智能的智能指针难免会黯然失色。诚然，auto_ptr有这样那样的不如人意，以至于程序员必须像使用”裸“指针那样非常小心的使用它才能保证不出错，以至于它甚至无法适用于同是标准库中的那么多的容器和一些算法，但即使如此，我们仍然不能否认这个小小的auto_ptr所蕴含的价值与理念。
　　auto_ptr的出现，主要是为了解决“被异常抛出时发生资源泄漏”的问题。即如果我们让资源在局部对象构造时分配，在局部对象析构时释放。这样即使在函数执行过程时发生异常退出，也会因为异常能保证局部对象被析构从而保证资源被释放。auto_ptr就是基于这个理念而设计，　这最早出现在C++之父Bjarne Stroustrup的两本巨著TC++PL和D&E中,其主题为"resource acquisition is initialization"(raii,资源获取即初始化)，然后又在Scott Meyer的<<More Effective C++>>中相关章节的推动下，被加入了C++标准库。
　　下面我就列出auto_ptr的源代码，并详细讲解每一部分。因为标准库中的代码要考虑不同编译器支持标准的不同而插入了不少预编译判断，而且命名可读性不是很强（即使是侯捷老师推荐的SGI版本的stl,可读性也不尽如人意），　这里我用了Nicolai M. Josuttis(<<The C++ standard library>>作者)写的一个auto_ptr的版本，并做了少许格式上的修改以易于分析阅读。...
C++Boost库学习之smart_ptr库
qq_17044529的博客
09-11 872
目录 1.共享指针shared_ptr   使用例子 2.weak_ptr   使用例子 1.共享指针shared_ptr ^      使用例子 ^ #include&amp;amp;amp;amp;lt;boost/shared_ptr.hpp&amp;amp;amp;amp;gt; using namespace boost; using std::cout; using std::endl; struct A { int ...
【C++】深入解析C++智能指针：从auto_ptr到unique_ptr与shared_ptr
Colorful___的博客
05-26 1418
随着C++语言的发展，智能指针作为现代C++编程中管理动态分配内存的一种重要工具，越来越受到开发者的青睐。智能指针不仅简化了内存管理，还有助于避免内存泄漏等常见问题。本文将深入探讨智能指针的使用及其原理，从C++98标准库中的auto_ptr开始，逐步过渡到C++11中更为强大和灵活的智能指针类型，如unique_ptr和shared_ptr。此外，文章还将讨论循环引用问题、内存泄漏的原因及其危害，并提供相应的解决方案。通过本文的学习，读者将能够更好地理解和运用智能指针，编写出更安全、更高效的C++代码。
smartptr——基于自动引用计数的智能指针
10-14
智能指针相信大家听说过吧，我理解的智能指针，既是一个C++模板类，重载了指针操作符（->）和（*）操作符，而使它的实例可以"用指针的形式去调用"。 它可以接管任意类型的指针，所以你只需要放心大胆的new出任意对象，然后用智能指针去接管它，而不用担心在什么地方去delete，这个对象会最后一个接管它的智能指针释放它或者被销毁时而被delete；如果贪图方便，你甚至可以在调用智能指针的构造函数时去new出你的对象。 内部实现的关键在于：自动地址引用计数、操作符重载。 可以实现任意类型（基本数据类型、自定义类型）的指针地址的自动引用计数。
c++智能指针（SmartPtr）简单剖析
Sakuramyb马永博的博客
08-22 2787
一、什么是智能指针？智能指针(smart pointer)：是存储指向动态分配（堆）对象指针的类，用于生存期控制，能够确保自动正确的销毁动态分配的对象，防止内存泄露。它的一种通用实现技术是使用引用计数(reference count)。由于c++语言没有自动回收机制，写代码时总要new一个空间，用完之后必须要delete掉，有时候程序代码过于复杂，经常会忘记delete内存，从而导致程序异退出，因此
C++11---智能指针
MEANSWER的博客
07-31 1654
智能指针1. 为什么引入智能指针？1.1 内存泄漏2.智能指针的使用及原理2.1 RAII2.2 智能指针的原理3. C++98- - -auto_ptr4. unique_ptr5. shared_ptr5.1 循环引用6. weak_ptr 1. 为什么引入智能指针？ void Func() { vector<int*> v; int* p = new int; v.push_back(p); //因为push_back的时候有可能需要申请空间，但是万一申请内存失败了怎么办 v.a
C++:智能指针(Smart_ptr)
2301_80418172的博客
09-21 1440
智能就是聪明的意思,聪明指针;以前我们都是说开辟的动态空间,需要注意手动释放,但是呢,C++的异常这块,有些情况呢抛出异常后会直接跳转到catch处,导致有些空间无法释放,令人防不胜防;只靠手动释放是不行滴;所以C++11就引入了智能指针,来让他自己管理本身的空间释放;throw invalid_argument("除0错误");// 1、如果p1这里new 抛异常会如何？// 2、如果p2这里new 抛异常会如何？
【C++】auto_ptr为何被唾弃？以及其他智能指针的学习
Sxy_wspsby的博客
06-24 1851
1. C++ 98中产生了第一个智能指针auto_ptr.给出了更实用的scoped_ptr和shared_ptr和weak_ptr.3. C++ TR1，引入了shared_ptr等。不过注意的是TR1并不是标准版。4. C++ 11，引入了unique_ptr和shared_ptr和weak_ptr。需要注意的是unique_ptr对应boost的scoped_ptr。并且这些智能指针的实现原理是参考boost中的实现的。
C++ -- 智能指针 auto_ptr,unique_ptr,shared_ptr的简单实现和原理
烟华的博客
12-08 792
一，RAII RAII–资源获取时就初始化，在构造函数中申请资源，在析构函数中释放资源。 简单模拟实现： template<class T> class smartptr { public: smartptr(T* ptr = nullptr) :_ptr(ptr) { cout << "smartptr(T* )" << endl; } ~sm...
【C++庖丁解牛】智能指针 | auto_ptr | unique_ptr | shared_ptr | weak_ptr
RO-BERRY
08-01 1140
什么是内存泄漏：内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，因为设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。内存泄漏的危害：长期运行的程序出现内存泄漏，影响很大，如操作系统、后台服务等等，出现内存泄漏会导致响应越来越慢，最终卡死。// 1.内存申请了忘记释放// 2.异常安全问题Func();// 这里Func函数抛异常导致 delete[] p3未执行，p3没被释放.
C++中的智能指针 smart_ptr
专注于openwengo以及相关技术
04-09 291
在 C++ 中需要自己来处理内存，稍微处理不当，就会存在非常郁闷的内存泄漏问题 &nbsp; 还好，现在 C++ 中推出了强大的智能指针，即 smart_ptr ，本文先稍微介绍一下 smart_ptr ，然后具体说说 shared_ptr 和 weak_ptr ，特别是 enable_shared_from_this 和 shared_from_...
smart_ptr
随心小记
11-10 889
shared_ptr：会记录有多少个shared_ptr共同指向一个对象，一旦某个对象的引用计数变为0，这个对象会被自动删除make_shared：创建管理新对象的共享指针：make_shared需指定类型（’<>’中）及参数（’()’中），传递的参数必须与指定的类型的构造函数匹配template<class T,class... Args> shared_ptr<T> make_shared(Ar
C++中智能指针的工作原理和简单实现
weixin_30814223的博客
03-18 173
智能指针：它的一种通用实现方法是采用引用计数的方法。智能指针将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪共有多少个类对象共享同一指针。 每次创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1； 当对象作为另一对象的副本而创建时，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数； 对一个对象进行赋值时，赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数（如果引用计数为减至0，则...
c++中的smart pointer四个智能指针： shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr,auto_ptr
qq_41007781的博客
06-24 1287
C++里面的四个智能指针: auto_ptr, shared_ptr, weak_ptr, unique_ptr 其中后三个是c++11支持，并且第一个已经被11弃用。 为什么要使用智能指针： 智能指针的作用是管理一个指针，因为存在以下这种情况：申请的空间在函数结束时忘记释放，造成内存泄漏。使用智能指针可以很大程度上的避免这个问题，因为智能指针就是一个类，当超出了类的作用域是，类会自动调用析构函数...
c++ - 第21节 - 智能指针
qq_45113223的博客
01-09 1225
为什么需要智能指针。
C++ 11 smart ptr
m0_37651448的博客
07-17 421
template&lt;typename T&gt; class SharedPtr { public:     SharedPtr(T* ptr=NULL)     {         _ptr=ptr;         _refCount=new long(1);     }     ~SharedPtr()     {         _Release();     }     Sha...
理解smart pointer之一（auto_ptr介绍）
weixin_34391854的博客
08-27 142
a smart pointer is an abstract data type that simulates a pointer while providing additional features, such as automatic garbage collection or bounds checking. These additional features are intended...
smart_ptr智能指针的简单实现
yudw1316的博客
08-07 438
// // Created by yudw on 2017/8/7. // #pragma once namespace yudw { template typename T> class smart_pointer { public: // 需要显示构造 explicit smart_pointer(T* p): p_(p),
C++ 手工编写智能指针
HelloKandy's Blog
10-30 358
其实，我也不知道原作者是谁了，今天把代码整理后，测试没问题就发上来了： // smartptr_test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include <iostream> #include <windows.h> using namespace std; #define SAFE_DELETE(p) if...
智能指针（`unique_ptr`, `shared_ptr`）如何解决C++中的内存泄漏问题？
最新发布
09-19
<think> 我们正在回答用户关于智能指针如何解决C++内存泄漏的问题。 引用资料表明，智能指针利用了RAII（资源获取即初始化）机制，即在对象构造时获取资源（内存），在对象析构时自动释放资源。 具体来说： unique_ptr是独占所有权的智能指针，它确保一个对象只能被一个unique_ptr拥有，当unique_ptr离开作用域时，其所管理的对象会被自动删除。 shared_ptr是共享所有权的智能指针，它通过引用计数来跟踪有多少个shared_ptr指向同一个对象。当引用计数变为0时，对象被删除。 下面按照用户的系统指令要求，使用正确的LaTeX格式，并生成相关问题。 </think> ### 智能指针解决内存泄漏的原理和机制 智能指针通过**RAII（资源获取即初始化）** 机制和**自动生命周期管理**解决C++内存泄漏问题，核心原理如下： #### 1. **RAII机制（资源获取即初始化）** - **核心思想**：将资源（内存）绑定到对象的生命周期 - **构造时获取资源**：对象创建时初始化并持有资源所有权 - **析构时释放资源**：对象销毁时自动释放资源 ```cpp template<class T> class SmartPtr { T* ptr; // 封装原始指针 public: explicit SmartPtr(T* p) : ptr(p) {} // 构造时获取资源[^5] ~SmartPtr() { delete ptr; // 析构时自动释放资源 ptr = nullptr; } }; ``` #### 2. **unique_ptr：独占所有权防泄漏** - **原理**： - 禁止拷贝构造和赋值（移动语义允许所有权转移） - 离开作用域时自动调用析构函数释放内存 ```cpp { std::unique_ptr<MyClass> uptr(new MyClass()); // 离开作用域自动释放内存 } // 此处调用~MyClass()和delete ``` - **防泄漏特性**： - 所有权唯一性：保证同一时刻只有一个指针管理对象 - 零额外开销：不维护引用计数，性能接近裸指针[^2] #### 3. **shared_ptr：共享所有权与引用计数** - **原理**： - 引用计数$R$：记录指向同一对象的指针数量 - 计数归零时自动释放内存：当$R=0$时触发析构 ```cpp { auto sptr1 = std::make_shared<MyClass>(); // R=1 { auto sptr2 = sptr1; // R=2 (拷贝构造) } // sptr2析构，R=1 } // sptr1析构，R=0 → 自动释放内存[^4] ``` - **防泄漏特性**： - 循环引用检测：需配合`weak_ptr`打破循环（见下文） - 线程安全：引用计数操作为原子操作[^3] #### 4. **weak_ptr：解决循环引用泄漏** 当存在双向依赖时： ```cpp class Node { std::shared_ptr<Node> next; // 强引用 // std::weak_ptr<Node> prev; // 弱引用解决方案 }; ``` - **循环引用问题**： $$ \text{shared\_ptr}A \leftrightarrow \text{shared\_ptr}B \quad \Rightarrow \quad R_A\geq1,\ R_B\geq1 \quad \Rightarrow \quad \text{内存泄漏} $$ - **weak_ptr方案**： - 不增加引用计数$R$ - 通过`lock()`临时获取`shared_ptr`访问对象 ```cpp if(auto temp = wptr.lock()) { temp->do_something(); // 安全访问 } ``` #### 对比总结：防泄漏能力 | 特性 | `unique_ptr` | `shared_ptr` | 裸指针 | |---------------------|------------------------------|-------------------------------|----------------| | **所有权** | 独占 | 共享 | 无管理 | | **释放时机** | 离开作用域 | 引用计数$R=0$ | 手动`delete` | | **循环引用处理** | 不适用 | 需配合`weak_ptr` | 无法解决 | | **线程安全** | 单个对象安全 | 引用计数原子操作 | 不安全 | | **典型泄漏场景** | 无（编译器强制独占） | 循环引用（未用`weak_ptr`时） | 忘记`delete` | > 智能指针通过自动化生命周期管理，将内存释放责任从程序员转移至编译器，消除了**忘记释放**和**二次释放**两类主要内存泄漏风险[^1][^3][^5]。 --- ### 补充：智能指针使用规范 1. **优先使用`make_shared/make_unique`** ```cpp auto ptr = std::make_shared<MyClass>(); // 异常安全，单次内存分配 ``` 2. **避免裸指针与智能指针混用** ```cpp MyClass* raw = new MyClass(); std::shared_ptr<MyClass> p1(raw); // 正确 std::shared_ptr<MyClass> p2(raw); // 错误！双重释放 ``` 3. **跨模块传递使用`shared_ptr`** 4. **回调函数中使用`weak_ptr`防悬挂指针**
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