学习笔记 | c++中的smart pointer四个智能指针 shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto

c++中的smart pointer四个智能指针

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。
RAII全称是“Resource Acquisition is Initialization”，直译过来是“资源获取即初始化”，也就是说在构造函数中申请分配资源，在析构函数中释放资源。
智能指针即RAII最具代表的实现。

#include <memory>

为什么要使用智能指针：解决内存泄漏

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，析构函数会自动释放资源。
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。

1. auto_ptr（c++98的方案，c++11已经抛弃）

采用所有权模式。

auto_ptr< string> p1 (new string ("I reigned lonely as a cloud.”));
auto_ptr<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！

2. 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(例如“以new创建对象后因为发生异常而忘记调用delete”)特别有用。
采用所有权模式，还是上面那个例子

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。
另外unique_ptr还有更聪明的地方：当程序试图将一个 unique_ptr 赋值给另一个时，如果源 unique_ptr 是个临时右值，编译器允许这么做；如果源 unique_ptr将存在一段时间，编译器将禁止这么做，比如：

unique_ptr<string> pu1(new string ("hello world"));
unique_ptr<string> pu2;
pu2 = pu1;                                      // #1 not allowed
unique_ptr<string> pu3;
pu3 = unique_ptr<string>(new string ("You"));   // #2 allowed

其中#1留下悬挂的unique_ptr(pu1)，这可能导致危害。而#2不会留下悬挂的unique_ptr，因为它调用 unique_ptr 的构造函数，该构造函数创建的临时对象在其所有权让给 pu3后就会被销毁。这种随情况而已的行为表明，unique_ptr 优于允许两种赋值的auto_ptr。
注：如果确实想执行类似与#1的操作，要安全的重用这种指针，可给它赋新值。C++有一个标准库函数std::move()，让你能够将一个unique_ptr赋给另一个。例如：

unique_ptr<string> ps1, ps2;
ps1 = demo("hello");
ps2 = move(ps1);
ps1 = demo("alexia");
cout << *ps2 << *ps1 << endl;

3. shared_ptr

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。
对shared_ptr进行初始化时不能将一个普通指针直接赋值给智能指针，因为一个是指针，一个是类。可以通过make_shared函数或者通过构造函数传入普通指针。并可以通过get函数获得普通指针。

成员函数：

use_count 返回引用计数的个数。
unique 返回是否是独占所有权( use_count 为 1)。
swap 交换两个 shared_ptr 对象(即交换所拥有的对象)。
reset放弃内部对象的所有权或拥有对象的变更, 会引起原有对象的引用计数的减少。
get 返回内部对象(指针), 由于已经重载了()方法, 因此和直接使用对象是一样的.如 shared_ptr<int> sp(new int(1)); sp 与 sp.get()是等价的。

4. weak_ptr

weak_ptr 是一种不控制对象生命周期的智能指针, 它指向一个shared_ptr管理的对象. 进行该对象的内存管理的是那个强引用的 shared_ptr. 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,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。

class B;class A
{public:shared_ptr<B> pb_;~A(){cout<<"A delete\n";}
};class B
{public:shared_ptr<A> pa_;~B(){cout<<"B delete\n";}
};
void fun()
{shared_ptr<B> pb(new B());shared_ptr<A> pa(new A());pb->pa_ = pa;pa->pb_ = pb;cout<<pb.use_count()<<endl;cout<<pa.use_count()<<endl;
}
int main()
{fun();return 0;
}

可以看到fun函数中pa ，pb之间互相引用，两个资源的引用计数为2，当要跳出函数时，智能指针pa，pb析构时两个资源引用计数会减一，但是两者引用计数还是为1，导致跳出函数时资源没有被释放（A B的析构函数没有被调用），如果把其中一个改为weak_ptr就可以了，我们把类A里面的shared_ptr pb_; 改为weak_ptr pb_; 运行结果如下，这样的话，资源B的引用开始就只有1，当pb析构时，B的计数变为0，B得到释放，B释放的同时也会使A的计数减一，同时pa析构时使A的计数减一，那么A的计数为0，A得到释放。
注意的是我们不能通过weak_ptr直接访问对象的方法，比如B对象中有一个方法print(),我们不能这样访问，pa->pb_->print();英文pb_是一个weak_ptr，应该先把它转化为shared_ptr,如：shared_ptr p = pa->pb_.lock(); p->print();
弱引用能检测到所管理的对象是否已经被释放，从而避免访问非法内存。

学习笔记 | c++中的smart pointer四个智能指针 shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto_ptr相关推荐

32. 对c++中的smart pointer四个智能指针shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr,auto_ptr的理解
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. 智能指针的作用是管理一个指针, ...
c++中的smart pointer四个智能指针简单介绍
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 ...
C++中的 smart pointer 四个智能指针
四个智能指针 C++智能指针为什么要使用智能指针: auto_ptr(c++98 的方案,cpp11 已经抛弃) unique_ptr(替换 auto_ptr) shared_ptr weak_pt ...
R语言学习笔记——高级篇：第十四章-主成分分析和因子分析
R语言 R语言学习笔记--高级篇:第十四章-主成分分析和因子分析文章目录 R语言前言一.R中的主成分和因子分析二.主成分分析 2.1.判断主成分的个数 2.2.提取主成分 2.3.主成分旋转 ...
JavaScript学习笔记（第二部分）总共四部分
JavaScript学习笔记(第二部分)总共四部分 4 对象(Object) 字符串String.数值Number.布尔值Boolean.空值Null.未定义Undefined是基本的数据类型,这些数 ...
spring学习笔记（一）创建对象的四种方式
spring学习笔记(一)创建对象的四种方式一.简介 Spring是一个轻量级控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架. 所谓IoC就是Iversion of Control,控制反 ...
r语言c函数怎么用,R语言学习笔记——C#中如何使用R语言setwd()函数
在R语言编译器中,设置当前工作文件夹可以用setwd()函数. > setwd("e://桌面//") > setwd("e:\桌面\") > ...
Python学习笔记7：实操案例四（支付密码的验证，模拟QQ账号登录，商品价格竞猜，星座看运势）
Python学习笔记7:实操案例四(支付密码的验证,模拟QQ账号登录,商品价格竞猜,星座看运势) 1.支付密码的验证: 这个主要就是调用isdigit()函数判断字符串是不是全是数字组成. pwd=i ...
c#学习笔记05-treeview中添加图标
创建树目录前面在学习笔记03中已经提到过即树目录数据从XML文档中获取添加图标主要用到ImageList控件 1.ImageList控件在树目录对应存在的窗体中添加此控件添加图标: 2.tre ...

学习笔记 | c++中的smart pointer四个智能指针 shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto_ptr

c++中的smart pointer四个智能指针

为什么要使用智能指针：解决内存泄漏

1. auto_ptr（c++98的方案，c++11已经抛弃）

2. unique_ptr（替换auto_ptr）

3. shared_ptr

成员函数：

4. weak_ptr

学习笔记 | c++中的smart pointer四个智能指针 shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto_ptr相关推荐

最新文章

热门文章