auto_ptr 为什么被淘汰?

auto_ptr 为什么被淘汰?

std::auto_ptr 是 C++98 最早的智能指针,用于自动管理动态分配的内存。但在 C++11 引入 std::unique_ptrstd::shared_ptr 后,auto_ptr 被淘汰,并在 C++17 中被移除


1. auto_ptr 被淘汰的主要原因

❌ 1. auto_ptr 使用“所有权转移”导致意外错误

auto_ptr 采用 “所有权转移” (Ownership Transfer),即auto_ptr 赋值给另一个 auto_ptr 时,原指针会失效,导致意外的 nullptr 访问。

示例:auto_ptr 的所有权转移

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    std::auto_ptr<int> p1(new int(10));
    std::auto_ptr<int> p2 = p1;  // ✅ 所有权转移,p1 变成 nullptr

    std::cout << *p2 << std::endl;  // ✅ 正常输出 10
    std::cout << *p1 << std::endl;  // ❌ 未定义行为,p1 现在是 nullptr
}

📌 p1 在赋值后变成 nullptr,可能导致 nullptr 访问错误!


❌ 2. auto_ptr 不支持 shared_ptr 共享所有权

auto_ptr 中,对象的所有权只能属于一个 auto_ptr,无法在多个 auto_ptr 之间共享

std::auto_ptr<int> p1(new int(10));
std::auto_ptr<int> p2 = p1;  // ❌ p1 失效

📌 多个 auto_ptr 不能共享同一资源,容易导致资源丢失!
std::shared_ptr 允许多个智能指针共享同一资源,并使用引用计数管理对象的生命周期。


❌ 3. auto_ptr 不能用于 STL 容器

auto_ptr 不支持 STL 容器(std::vectorstd::list,因为STL 需要拷贝元素,而 auto_ptr 在拷贝时会转移所有权,导致数据丢失

🚨 示例

#include <vector>
#include <memory>

int main() {
    std::vector<std::auto_ptr<int>> vec;
    vec.push_back(std::auto_ptr<int>(new int(10)));  // ❌ 编译错误
}

📌 std::vector 需要拷贝 auto_ptr,但拷贝时 auto_ptr 会转移所有权,导致 vector 内的指针变 nullptr

解决方案:使用 std::unique_ptr

std::vector<std::unique_ptr<int>> vec;
vec.push_back(std::unique_ptr<int>(new int(10)));  // ✅ 兼容 STL

❌ 4. auto_ptr 不能与 delete[] 兼容

auto_ptr 只适用于 new,不支持 new[],不能正确释放数组

std::auto_ptr<int[]> arr(new int[10]);  // ❌ 未定义行为,无法正确释放数组

📌 C++11 std::unique_ptr<int[]> 支持 delete[],避免 auto_ptr 的问题。


2. std::auto_ptr 的替代方案

C++11 提供了更安全的智能指针:

智能指针替代 auto_ptr 作用特点
std::unique_ptr独占所有权(替代 auto_ptr不能复制,只能移动,安全
std::shared_ptr多个指针共享对象引用计数,自动释放
std::weak_ptr防止循环引用shared_ptr 的弱引用

使用 std::unique_ptr 代替 auto_ptr

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    std::unique_ptr<int> p1(new int(10));
    std::unique_ptr<int> p2 = std::move(p1);  // ✅ 只能移动,p1 失效

    if (!p1) std::cout << "p1 is null\n";  // ✅ p1 为空,避免 `nullptr` 访问
    std::cout << *p2 << std::endl;  // ✅ 正常输出 10
}

📌 std::unique_ptr 使用 std::move() 进行所有权转移,避免 auto_ptr 的隐式行为。


3. 关键总结

特点auto_ptr(已淘汰)unique_ptr(推荐)
所有权转移✅ 赋值时自动转移(⚠️ 容易导致 nullptr必须 std::move() 明确转移
是否可复制不能复制(但可以隐式转移)不能复制(只能 std::move()
STL 兼容性不兼容 STL完全兼容 STL
支持 delete[]❌ 不能正确释放数组支持 std::unique_ptr<int[]>

🚀 C++11 之后,应该使用 std::unique_ptrstd::shared_ptr 代替 auto_ptr,避免不安全的所有权转移和兼容性问题! 🚀

/* Copyright © 2022-present, ZEEKR Inc. All rights reserved. THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS “AS IS” AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. 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public: /* @brief : send message. @details : send message. @param [in] _msg: the message to be sent. @return : none. @note add user data msg to queue and notify worker thread @see none / void sendMessage(const Msg &_msg) { std::unique_lockstd::mutex lk(m_mutex); m_queue.push(_msg); m_cv.notify_one(); } /* @brief : send message. @details : send message. @param [in] _msg: the message to be sent. @return : none. @note add user data msg to queue and notify worker thread @see none */ void sendMessage(Msg &&_msg) { std::unique_lockstd::mutex lk(m_mutex); m_queue.emplace(std::move(_msg)); m_cv.notify_one(); } /** @brief : receive message. @details : receive message. @param [out] : _msg: received message @return : return true if receive message success, otherwise return false @note Wait for a message to be added to the queue @see none */ bool receiveMessage(Msg &_msg) { std::unique_lockstd::mutex lk(m_mutex); @brief message queue. @details message queue. @Error interrupt handling : none @Input conditions : none @Output conditions : none */ template class MessageQueue { enum class MsgQueueId {}; public: using queue_prop_t = std::array<std::shared_ptr, DOUBLE_QUEUE_SIZE>; /** * @brief : send message. * @details : send message. * @param [in] std::shared_ptr _msg: the message to be sent. * @return : none. * @note add user data msg to queue and notify worker thread * @see none / void sendMessage(std::shared_ptr _msg) { std::unique_lockstd::mutex lk(m_mutex); if (m_queue.empty()) { m_queue.push(_msg); m_cv.notify_one(); } else { m_queue.push(_msg); } } /* * @brief : send limit queue message. * @details : send message. * @param [in] _msg: the message to be sent. * @return : none. * @note add user data msg to queue and notify worker thread * @see none / void sendLimitMessage(std::shared_ptr _msg) { std::unique_lockstd::mutex lk(m_mutex); if (m_limitQueue.size() >= DOUBLE_QUEUE_DEPTH) { m_limitQueue.push(_msg); m_limitQueue.pop(); return; } if (m_limitQueue.empty()) { m_limitQueue.push(_msg); m_cv.notify_one(); } else { m_limitQueue.push(_msg); } } /* * @brief : receive message. * @details : receive message. * @param [in] : none. * @return : std::array<std::shared_ptr, 2>, received message. * @note Wait for a message to be added to the queue * @see none / queue_prop_t recievdMessage() { std::unique_lockstd::mutex lk(m_mutex); queue_prop_t msg {nullptr, nullptr}; m_cv.wait(lk, & {return (!m_queue.empty() || !m_limitQueue.empty() || !m_isRunning);}); if (m_queue.empty() && m_limitQueue.empty()) { return msg; } if (!m_queue.empty()) { msg[DOUBLE_QUEUE_NORNAL] = m_queue.front(); m_queue.pop(); } if (!m_limitQueue.empty()) { msg[DOUBLE_QUEUE_LIMIT] = m_limitQueue.front(); m_limitQueue.pop(); } return msg; } /* * @brief : stop message queue. * @details : stop message queue. * @param [in] : none. * @return : none. * @note none * @see none */ void threadEndNotify() { m_isRunning = false; std::unique_lockstd::mutex lk(m_mutex); m_cv.notify_one(); } private: std::mutex m_mutex; /< mutex */ std::condition_variable m_cv; /< condition variables that control message reception */ std::queue<std::shared_ptr> m_queue; /< message queue */ std::queue<std::shared_ptr> m_limitQueue; /< message limit queue */ bool m_isRunning = true; /*< message queue state / }; / @brief message sender. @details message sender. @Error interrupt handling : none @Input conditions : none @Output conditions : none / template class MessageSender { public: /* @brief : MessageSender constructor. @details : MessageSender constructor. @param [in] MessageQueue & _msg_queue: message queue. @return : none. @note none @see none / MessageSender(MessageQueue & _msg_queue) :m_message_queue_proxy(&_msg_queue) {} /* @brief : constructor. @details : constructor. @param [in] MessageQueue & _msg_queue: message queue. @return : none. @note none @see none / MessageSender() :m_message_queue_proxy(nullptr) {} /* @brief : send message. @details : send message. @param [in] std::shared_ptr _msg: the message to be sent. @return : none. @note add user data msg to queue and notify worker thread @see MessageQueue::sendMessage() / void sendMessage(std::shared_ptr _msg) { if (m_message_queue_proxy) { m_message_queue_proxy->sendMessage(_msg); } } /* @brief : send sendLimitMessage. @details : send sendLimitMessage. @param [in] std::shared_ptr _msg: the message to be sent. @return : none. @note add user data msg to queue and notify worker thread with queue limit @see MessageQueue::sendLimitMessage() */ void sendLimitMessage(std::shared_ptr _msg) { if (m_message_queue_proxy) { m_message_queue_proxy->sendLimitMessage(_msg); } } private: MessageQueue *m_message_queue_proxy; /**< message queue proxy */ }; /// @brief template <typename MsgType, typename …BodyArgs> class MessageBase final { public: using Type = MsgType; //MessageBase() = default; //template <typename T, typename… Args> //static MessageBase& CreateMessage(Args… _args) { //// emplaceMsgBody(std::forward(_args)…); // return *this; //} template static std::shared_ptr CreateMessageByCopy(T const & _right_obj) { auto msg = std::make_shared(); msg->template emplaceMsgBodyByCopy(_right_obj); return msg; } template <typename T, typename… Args> static std::shared_ptr CreateMessage(Args&&… _args) { auto msg = std::make_shared(); msg->template emplaceMsgBody(std::forward(_args)…); return msg; } template T const& getMessageBody() const { return ara::core::get(m_msg_body); } MsgType getMessageType() const { return m_msg_type; } template <typename T, typename… Args> void emplaceMsgBody(Args&&… _args) { m_msg_body.template emplace(std::forward(_args)…); m_msg_type = T::m_s_message_type; } template void emplaceMsgBodyByCopy(T const & _right_obj) { m_msg_body.template emplace(_right_obj); m_msg_type = T::m_s_message_type; } private: MsgType m_msg_type{0}; ara::core::Variant<BodyArgs…> m_msg_body; }; } } #endif 需要画在原队列sendMessage的基础上新加sendLimitMessage队列相关处理。也要体现队列空后,进入wait后使用notifyonce再次触发线程的原理
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