智能指针（一）—— 智能指针的底层原理（RAII特性）

2024-04-25 05:18:54

我们使用 new关键字或者 malloc函数开辟一块空间时，因为这块空间是在堆上开辟的，如果不手动释放，即便出了作用域，这块空间也依然存在，这个时候就会造成内存泄漏。

为了保证资源的释放，我们可以使用智能指针。其实就是资源管理权限的转移，不想手动释放，交给一个对象管理，对象什么时候被销毁，这块资源也就什么时候被释放。

目录

1、RAII特性

2、智能指针的底层实现

3、智能指针的使用

1、RAII特性

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。

这种特性的关键在于构造函数和析构函数：

构造函数：获取资源。比如拿到动态开辟的空间地址
析构函数：对象出了作用域，会自动调用析构函数，可以在析构函数中释放这块资源

其实我们就是把这块资源的管理权转交给了一个对象，这种方式的好处是无需显式释放资源，资源在对象的生命周期内一直有效。

2、智能指针的底层实现

智能指针就是借用了 RAII 特性，只不过为了让其具备指针的行为，需要重载 * 、-> 两个运算符，让其像指针一样使用。

(1) RAII特性实现

RAII的特性主要体现在构造函数和析构函数，下面我们实现一个SmartPtr类

template<class T>
class SmartPtr
{
public:SmartPtr(T* ptr) :_ptr(ptr)          // 获取资源{}~SmartPtr() {if (_ptr){delete _ptr;    //  释放资源_ptr = nullptr;}}
private:T* _ptr;
};

(2) *、-> 运算符重载

// 重载运算符 *
T& operator*() {return *_ptr;
}// 重载运算符 ->
T* operator->() {return _ptr;
}

3、智能指针的使用

上述实现的只是智能指针最简单的功能，使用方法和标准库的智能指针类似。关于unique_ptr 和 shared_ptr，放在其他地方介绍。

int main()
{int* p1 = new int;SmartPtr<int> sptr(p1);                   // 上述自定义的SmartPtrunique_ptr<int> up(new int);         // 标准库中的unique_ptrshared_ptr<int> sp(new int);            // 标准库中的shared_ptrreturn 0;
}

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