C++智能指针详解

已于 2024-09-23 13:35:34 修改
阅读量1k 收藏 9
点赞数 15
分类专栏： # 必须掌握的C++基础 文章标签： c++ 开发语言
于 2024-09-22 17:30:30 首次发布
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_53903743/article/details/142437041
版权

目录

1. 为什么需要智能指针？

看下面的例子：

在这里插入图片描述
若p1处new抛异常，则相当于p1的new没有成功，则什么都不用做
在这里插入图片描述
若p2处new抛异常，则相当于p2的new没有成功，而p1的new成功了，所以需要释放p1，然后再重新抛出
在这里插入图片描述
若div处抛异常，则将p1与p2都释放，再将其重新抛出

可以看出处理起来非常麻烦，存在内存泄漏的问题(只进行new，但没有delete)
第二个new抛异常要释放第一个new，div抛异常要释放前两个new
若再添加一个new，则又会存在new抛异常的问题，还需添加 try catch

为了提前预防内存泄漏的问题，就提出了智能指针

2. 智能指针的使用

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，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
对象所需的资源在其生命期内始终保持有效

RAII是一种思想，智能指针是这种思想的产物

智能指针的常见问题

1.使用对象的生命周期去控制资源

在这里插入图片描述
创建一个私有的成员变量 _ptr指针
在构造函数时，将指针保存起来
在析构函数时，将指针释放

将申请的资源，交给智能指针对象去管理
(通过这个指针 去构造一个智能指针对象,这个对象会把指针保留起来)
在这里插入图片描述
创建对象时，会调用构造函数，将new int 传给类中的指针，对象会把指针保留起来
v1和v2属于局部对象，出了作用域时，就会调用析构函数 ，完成释放

若第一个new抛异常，就不会进入构造函数中
若第二个new抛异常，则调用析构，将第一个new释放掉
若div抛异常，则v1和v2对象都调用析构，将第一个new和第二个new都释放掉

通过类的构造和析构的自动调用，利用对象的生命周期来管理资源，被称之为 RAII

2. 像指针一样使用

在这里插入图片描述
在类中实现 operator() 和operator->，使对象可以进行解引用 和->访问成员的操作

3. 拷贝问题

因为没有在类中实现拷贝构造，默认是浅拷贝 ，所以就会导致释放两次，从而报错

深拷贝是不可以的，因为指针拷贝要的就是浅拷贝

链表等迭代器 结构与智能指针类似，用的是浅拷贝，为什么没有问题？
因为迭代器不管资源的释放，资源释放是容器处理的
智能指针需要管资源释放，所以不能单纯的浅拷贝

auto_ptr ——管理权转移

当上述v1和v2都管理这个资源就会有问题，两者都会去释放，导致释放两次

所以C++98版本的库中就提供了auto_ptr的智能指针，提出了 管理权转移的思想
将管理权只给一个对象，剩下一个对象去除管理权

如果不了解管理权转移的特性，但管理权转移，存在被拷贝对象悬空的问题

unique_ptr ——防拷贝

使用禁止生成默认函数的关键字 delete

在这里插入图片描述

shared_ptr (根本解决拷贝问题)

特点为使用引用计数，支持拷贝
在这里插入图片描述

有两个对象指向资源，当析构时，会析构两次
为了解决这个问题，就增加一个引用计数，若只有一个对象，就为1，若为两个对象，则为2
在这里插入图片描述
当其中一个对象要析构时，就先看引用计数，若引用计数减1还大于0，就要什么都不管
若引用计数减1为0

最低0.47元/天 解锁文章
【C++】智能指针
fight_p的博客
03-02 3704
为什么需要智能指针呢？有了智能指针带来了什么问题？库里是如何解决的？就不得不说智能指针发展的历史。auto_ptr的解决方法、unique_ptr解决方法、shared_ptr解决方法。shared_ptr线程安全问题、循环引用问题。还有定制删除器。
【C++】C++智能指针详解
2403_86785171的博客
09-03 758
程序员可以有效地管理内存的分配与释放，减少内存泄漏的风险，并在需要时打破循环引用。掌握智能指针的使用是现代C++编程的基础，这不仅能提升代码的健壮性，还能使代码更加易于维护。C++中的智能指针是现代C++编程中管理动态内存的关键工具。这样，开发者无需手动管理内存的释放，大大降低了出现内存泄漏的风险。被销毁时，才会释放对象的内存。是一种共享所有权的智能指针，可以让多个指针同时指向同一个对象。如何共享对象的所有权，并通过引用计数来管理对象的生命周期。不会影响对象的引用计数，因此它不会阻止对象的销毁。
C++ 智能指针详解
weixin_33916256的博客
01-24 245
来源：http://blog.youkuaiyun.com/xt_xiaotian/article/details/5714477 一个智能指针就是一个C++的对象， 这对象的行为像一个指针，但是它却可以在其不需要的时候自动删除。注意这个“其不需要的时候”， 这可不是一个精确的定义。这个不需要的时候可以指好多方面：局部变量退出函数作用域、类的对象被析构……。所以...
C++_智能指针
最新发布
zc331的博客
04-10 636
智能指针类除了满⾜RAII的设计思路，还要⽅便资源的访问，所以智能指针类还会想迭代器类⼀样，重载等运算符，⽅便访问资源。
【C++】智能指针详解
热门推荐
就爱摆烂
05-04 1万+
今天我们来讲一下c++11中的智能指针。
C++智能指针详解abc
08-24
C++智能指针详解 标题解释 "C++智能指针详解abc"这一标题表明，本文将详细介绍C++中的智能指针机制，包括其概述、原理、使用方法和结论等方面。 描述解释 "C++智能指针详解abc"这一描述表明，本文将对C++中的智能...
C++智能指针详解：特性、差异与实践
11-26
智能指针是C++中处理动态分配内存的一种机制，它有助于自动管理资源的生命周期，以减少内存泄漏、野指针和悬空指针等内存管理相关错误。智能指针通过RAII（资源获取即初始化）模式来管理资源，确保资源在不再需要时...
智能指针——C++
mankeywang的博客
04-22 1309
先定义一个类~ cat();void cat_info() const //输出一下成员name的值 {} void set_cat_name(const std :: string & name) //修改成员name的值 {"mimi" };使用std::make_unique的方式：推荐使用的方式//方法一 std::make_unique std :: unique_ptr < cat > u_c_p4 = std :: make_unique < cat >("ee");
C++中的智能指针
这里是RabbitTuzi哦~
06-27 5720
本篇文章探讨了C++中的内存管理问题以及解决方案。C++作为一种直接操作内存的语言，开发人员需要自行负责内存的分配和释放，但这容易导致内存泄漏、悬空指针和二次释放等问题的出现。为了解决这些问题，C++提供了智能指针技术。智能指针通过封装指针和引入引用计数等机制，实现了自动化的内存管理和资源释放。本文详细介绍了智能指针的概念、作用和常见类型，如unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr，并讨论了它们的实现原理和适用场景。此外，还探讨了智能指针的性能考虑以及如何避免循环引用和内存泄漏的技巧。
C++ 智能指针详解
03-01
### C++ 智能指针详解 #### 定义与作用 智能指针是一种类模板，用于管理动态分配的对象生命周期。通过自动处理对象的创建和销毁，智能指针能够有效防止内存泄漏和其他资源管理错误。 #### 类型介绍 C++标准库提供了三种主要类型的智能指针： - **unique_ptr** `std::unique_ptr` 是一种独占所有权的智能指针，不允许复制操作，但支持移动语义[^1]。 ```cpp std::unique_ptr<int> ptr(new int(10)); ``` - **shared_ptr** `std::shared_ptr` 实现了引用计数机制，允许多个指针共享同一个对象实例。当最后一个指向该对象的 `shared_ptr` 被销毁或重置时，所管理的对象也会被删除[^2]。 ```cpp auto sptr = std::make_shared<int>(20); ``` - **weak_ptr** `std::weak_ptr` 不增加引用计数，通常作为辅助工具配合 `shared_ptr` 使用，主要用于解决循环引用问题[^3]。 ```cpp std::weak_ptr<int> wptr(sptr); ``` #### 应用场景示例 假设有一个简单的工厂模式实现，其中涉及到了不同种类的产品生产。为了简化代码并提高安全性，可以采用智能指针来代替原始裸指针。 ```cpp #include <memory> #include <iostream> // 基础产品接口定义 struct Product { virtual ~Product() {} virtual void use() const = 0; }; // 具体产品的实现之一 struct ConcreteProductA : public Product { void use() const override { std::cout << "Using product A\n"; } }; // 工厂函数返回智能指针而非普通指针 std::unique_ptr<Product> create_product_a() { return std::make_unique<ConcreteProductA>(); } int main() { // 自动管理内存，无需手动delete auto prod = create_product_a(); prod->use(); return 0; } ``` 上述例子展示了如何利用 `std::unique_ptr` 来安全地管理和传递堆上分配的对象，而不需要担心忘记释放资源的问题。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值