C++ Primer 读书笔记04

关联容器
pair
动态内存
- 静态内存
- 栈内存
智能指针
- shared_ptr
直接管理内存
- new
- 空悬指针
- 智能指针陷阱
unique_ptr
weak_ptr
lock
动态数组
- 智能指针与动态数组

“C++ Primer”

关联容器

标准库提供 8 个关联容器，他们的不同体现在：

或者是一个set，或者是一个map
或者要求不重复的关键字，或者允许重复关键字，允许重复关键字的容器的名字中都包含单词multi
按顺序保存或者无序保存,不保持关键字按顺序存储的容器的名字都以unordered开头

pair

定义在头文件utility中,pair是一个用来生成特定类型的模板，当创建一个pair时，必须提供两个类型名

pair的数据成员是public的，两个数据成员分别是first和second

动态内存

静态内存

静态内存用来保存局部static对象、类static数据成员以及定义在任何函数外的变量，由编译器自动分配和销毁，static对象在使用之前分配，在程序结束时销毁

栈内存

用来保存定义在函数内的非static对象，由编译器自动分配和销毁，仅在其定义的程序块运行时才存在

智能指针

与常规指针的区别：负责自动释放所指向的对象

shared_ptr

make_shared()函数：最安全的分配和使用动态内存的方法

shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>(42);  // 指向一个值为 42 的 int 的 shared_ptr

shared_ptr的拷贝和赋值

每个shared_ptr都有一个关联的计数器，称为引用计数，无论何时我们拷贝一个shared_ptr，计数器都会递增，如用一个shared_ptr初始化另一个shared_ptr，或将它作为参数传递给一个函数以及作为函数的返回值；当给shared_ptr赋一个新值或是shared_ptr被销毁，计数器递减

一旦一个shared_ptr的计数器变为 0 ，它就会自动释放自己管理的对象

shared_ptr的析构函数会递减它所指的对象的引用计数，如果引用计数变为0，shared_ptr的析构函数就会销毁对象，并释放内存

直接管理内存

new

默认情况下，动态分配的对象是默认初始化的，内置类型或组合类型的对象的值是未定义的，类类型对象将使用默认构造函数进行初始化

int *pi = new int;  // pi 指向一个动态分配的，为初始化的无名对象
int *pi2 = new int();  // 值初始化为 0，*pi2 为0
string *ps = new string;   // 初始化为空的 string

值初始化的内置类型对象有着良好定义的值，而默认初始化的对象的值则是未定义的

空悬指针

指向一块曾经保存数据对象但现在已经无效的内存的指针

智能指针陷阱

不使用相同的内置指针值初始化（或 reset）多个智能指针
不delete get()返回的指针
不使用get()初始化或reset另一个智能指针
如果使用get()返回的指针，记住当最后一个对应的智能指针销毁后，你的指针就变为无效了
如果使用智能指针管理的资源不是new分配的内存，记住给它传递一个删除器

unique_ptr

一个unique_ptr拥有它所指向的对象，与shared_ptr不同，某个时刻只能有一个shared_ptr指向一个给定对象，也没有make_shared这样的标准库函数，当定义一个unique_ptr时，需要将其绑定到一个new返回的指针上，初始化unique_ptr必须采用直接初始化形式

unique_ptr<double> pl;
unique_ptr<int> p2(new int(42));
unique_ptr<string> p3(new string("test"));
unique_ptr<string> p4(p3);    // 错误，unique_ptr 不支持拷贝
unique_ptr<string> p5;
p5 = p3;   // 错误，unique_ptr 不支持赋值unique_ptr<string> p6(p3.release()); // 将所有权从 p3 转移给 p6, release 将 p3 置为空
unique_ptr<string> p7(new string("test"));
p4.reset(p7.release()); // 将所有权从 p7 转移给 p4, release 将 p3 置为空，并返回指针，p4 释放原来指向的内存

release()会切断unique_ptr和它原来管理的对象间的联系，如果不使用另一个智能指针保存release()返回的指针，我们就要负责资源的释放

p2.release();    // 错误， p2 不会释放内存，而且我们丢失了指针
auto p = p2.release(); // 正确，但必须记得 delete(p)

不能拷贝unique_ptr规则例外：我们可以拷贝或赋值一个将要被销毁的unique_ptr

unique_ptr<int> clone(int p) {return unique_ptr<int>(new int (p));
}

weak_ptr

weak_ptr是一种不控制所指向对象生存周期的智能指针，它指向由一个shared_ptr管理的对象，将一个weak_ptr绑定到shared_ptr不会改变shared_ptr的引用计数

由于对象可能不存在，不能直接使用weak_ptr访问对象，必须调用lock

lock

此函数检查weak_ptr指向的对象是否存在，如果存在，返回一个指向共享对象的shared_ptr

动态数组

new和数组
```
int *pia = new int[get_size()]; // 方括号中必须是整型但不必是常量
```
new返回的是一个元素类型的指针，分配的内存并不是一个数组类型，因此不能对动态数组调用begin或end，也不能使用范围for语句

智能指针与动态数组

标准库提供了一个可以管理new分配的数组的unique_ptr版本，使用时需要在对象类型后加上一对空方括号
```
unique_ptr<int[]> up(new int[10]); // up 指向一个包含 10 个为初始化 int 的数组
```

allocator类

new将内存分配和对象构造组合在了一起，标准库allocator类定义在头文件memory中，它帮助我们将在内存分配和对象构造分离开来，它分配的内存是原始的、未构造的

allocator<string> alloc; // 可以分配 string 的 allocator 对象
auto const p = alloc.allocate(n);  // 分配 n 个未初始化的 string
auto q = p;    // q 指向最后构造的元素之后的位置
alloc.construct(q++); // *q 为空字符串
alloc.construct(q++, 10, 'c');  // *q 为 ccccccccccwhile(q != p)alloc.destroy(--q); // 释放构造的 stringalloc.deallocate(p, n);  // 释放内存