c++ 智能指针

C++ 智能指针

为什么需要智能指针？智能指针是什么？

智能指针其作⽤是管理⼀个指针，避免咋们程序员申请的空间，在函数结束时忘记释放，造成内存泄漏这种情况滴发⽣。

(避免new 后 忘记 delete 导致内存泄漏)

然后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，析构函数会⾃动释放资源。所以智能指针的作⽤原理就是在函数结束时⾃动释放内存空间，不需要

⼿动释放内存空间。

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC     
#include<crtdbg.h>//vs2019 用于检查内存泄露
#include<memory>
#include<iostream>
using namespace std;

void test1()
{
    int* p = new int(10);
    cout<<*p<<endl;
    
    //由于没有释放new 出得内存空间，会导致内存泄漏
}


void test2()
{
	_CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);

	//智能指针本质是一个类 对象，模拟出指针得特性
	string* s = new string("hello");
	//给 s 指针添加一个管家sa  , 可以使用s指针特性，且会自动delete s，避免出现内存泄漏
	auto_ptr<string> sa(s);
	cout << *sa << "  元素个数:"<<sa->size() << endl;

}

常用得智能指针：

• auto_ptr : （C++98 的⽅案，C11 已抛弃）采⽤所有权模式

auto_ptr<std::string> p1 (new string ("hello"));
auto_ptr<std::string> p2;
p2 = p1; //auto_ptr 不会报错.

此时不会报错，p2 剥夺了 p1 的所有权，但是当程序运⾏时访问 p1 将会报错。所以 auto_ptr 的缺点是：存在潜

在的内存崩溃问题！

• **unique_ptr: ** （替换 auto_ptr ）

unique_ptr 实现独占式拥有或严格拥有概念，保证同⼀时间内只有⼀个智能指针可以指向该对象。它对于避免资

源泄露特别有⽤。

unique_ptr<string> p3 (new string (auto));//#4
unique_ptr<string> p4；//#5
p4 = p3;//此时会报错

编译器认为 p4=p3 ⾮法，避免了 p3 不再指向有效数据的问题。 因此，unique_ptr ⽐ auto_ptr 更安全。

案例：

class Demo
{
public:
	Demo(string name,int age)
	{
		cout << "demo构造函数调用" << endl;
		this->m_name = name;
		this->m_age = age;
	}

	~Demo()
	{
		cout << "demo析构函数调用" << endl;
	}

	void print()
	{
		cout << "姓名:" << this->m_name << " 年龄:" <<this->m_age << endl;
	}
	string m_name;
	int m_age;
};

void test2()
{
	//创建unique_ptr 智能指针
	unique_ptr<string> p3(new string("张三")); 
	cout << *p3 << endl;
	unique_ptr<Demo> UniquePtr = make_unique<Demo>("李四",18);
	
	UniquePtr->print();

	unique_ptr<Demo> p2;

}

• shared_ptr: （共享型，强引⽤）

shared_ptr 实现共享式拥有概念，多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在==“最后⼀个引⽤被销==

毁”时候释放。从名字 share 就可以看出了资源可以被多个指针共享，它使⽤计数机制来表明资源被⼏个指针共

享。

可以通过成员函数 use_count() 来查看资源的所有者个数，除了可以通过 new 来构造，还可以通过传⼊auto_ptr,

unique_ptr,weak_ptr 来构造。当我们调⽤ release() 时，当前指针会释放资源所有权，计数减⼀。当计数等于 0

时，资源会被释放。

shared_ptr 是为了解决 auto_ptr 在对象所有权上的局限性 (auto_ptr 是独占的)，在使⽤引⽤计数的机制上提供了

可以共享所有权的智能指针。

weak_ptr: （弱引⽤） 使用较少

weak_ptr 只是提供了对管理对象的⼀个访问⼿段。weak_ptr 设计的⽬的是为配合 shared_ptr ⽽引⼊的⼀种智

能指针来协助 shared_ptr ⼯作，它只可以从⼀个 shared_ptr 或另⼀个 weak_ptr 对象构造,，它的构造和析构不会

引起引⽤记数的增加或减少。

weak_ptr 是⽤来解决 shared_ptr 相互引⽤时的死锁问题，如果说两个 shared_ptr 相互引⽤，那么这两个指针的

引⽤计数永远不可能下降为0，也就是资源永远不会释放。它是对对象的⼀种弱引⽤，不会增加对象的引⽤计数，

和 shared_ptr 之间可以相互转化，shared_ptr 可以直接赋值给它，它可以通过调⽤ lock 函数来获得

shared_ptr。

引⽤时的死锁问题，如果说两个 shared_ptr 相互引⽤，那么这两个指针的

引⽤计数永远不可能下降为0，也就是资源永远不会释放。它是对对象的⼀种弱引⽤，不会增加对象的引⽤计数，

和 shared_ptr 之间可以相互转化，shared_ptr 可以直接赋值给它，它可以通过调⽤ lock 函数来获得

shared_ptr。