智慧型指標的發展

2021-07-11 10:14:22 字數 4172 閱讀 5892

通常是經由類模板來實現。藉由模板來達成泛型,通常藉由類的析構函式來達成自動釋放指標所指向的記憶體或物件。

智慧型指標的最初動機是使得下面的**更安全,最初使用

void foo()

當上面的foo()函式出現異常時:

void foo()

catch (...)

}

當程式**越來越長時,程式**會顯得臃腫不堪

auto_ptr:

在使用auto_ptr時,須十分注意資源所有權的概念。auto_ptr是現在標準庫裡面乙個輕量級的智慧型指標的實現,存在於標頭檔案 memory中,之所以說它是輕量級,是因為它只有乙個成員變數(擁有物件的指標),相關的呼叫開銷也非常小。

當有了智慧型指標時我們可以將上面的**進行如下改寫:

void foo()

下面我們來看看auto_ptr實現了些什麼:(以下的auto_ptr的宣告摘自iso/iec 14882, section 20.4.5:)

namespace

std ;

template

class

auto_ptr ;

}

再來看看賦值運算子的過載和拷貝構造的寫法:

//拷貝構造

auto_ptr(_myt& _right) _throw0()

: _myptr(_right.release())

{}auto_ptr(auto_ptr_ref<_ty> _right) _throw0()

//賦值

_myt& operator=(_myt& _right) _throw0()

_myt& operator=(auto_ptr_ref<_ty> _right) _throw0()

//release

_ty *release() _throw0()

eg1:

myclass* p(new

myclass);

myclass* q = p;

delete p;

p->dosomething();

p = null;

q->dosomething();

可以看出:auto_ptr只是簡單的把新構造的物件q 指向了p 的記憶體空間。delete p 之後 p 可能依然指向某塊記憶體(懸掛的)但是卻是無效的指標。

eg2:

void main()

eg3:

void main()

q指向了p的記憶體,出作用域後先析構q,p指向空然而這時的p已經找不到了,導致p依然指向某塊記憶體,但卻是無效的指標。

簡潔版auto_ptr:

template

class smartptr

~ smartptr()

}smartptr(smartptr & ap)

: _ptr(ap ._ptr)

smartptr& operator =(smartptr& ap)

return *this ;

}t* getptr()

t& operator * ()

t* operator -> ()

private :

t* _ptr ;

};void test1 ()

auto_ptr的幾點注意事項:

1、auto_ptr不能共享所有權

2、auto_ptr不能指向陣列

3、auto_ptr不能作為容器的成員

4、不能通過複製操作來初始化auto_ptr

std::auto_ptr p(new int(42)); //ok

std::atuo_ptrp = new int(42);//error

這是因為auto_ptr的建構函式被定義了explicit

5、不要把auto_ptr放入容器

物件複製給另乙個 auto_ptr p2物件以後,p1則被置空,如果訪問p1,則會出現非法訪問, auto_ptr 的介面設計存在缺陷!

uniqu-ptr(socped_ptr):

uniqu_ptr的拷貝建構函式和賦值運算子都宣告為deleted,也就是說它不能被拷貝,只能通過std::move來轉遞它所指向的記憶體的所有權。

std:

:unique_ptr p1(new int(5));

std:

:unique_ptr p2 = p1; // 編譯會出錯

std:

:unique_ptr p3 = std:

:move (p1); // 轉移所有權,現在那塊記憶體歸p3所有, p1成為無效的指標。

p3.reset(); //釋放記憶體。

p1.reset(); //實際上什麼都沒做。

std:

:auto_ptr依然存在,但在c++11中被標為"棄用".

簡潔版unique_ptr:

template class smartptr

~ smartptr()

}t* getptr()

t& operator * ()

t* operator -> ()

private :

smartptr(smartptr & ap);

smartptr& operator =(smartptr& ap);

//!=

//== 拷貝構造 和賦值 不被允許 則這兩個也沒有意義

private :

t* _ptr ;

};void test1 ()

shared_ptr

shared_ptr物件除了包括乙個所擁有物件的指標(px)外,還必須包括乙個引用計數**物件(shared_count)的指標(pn)。而這個引用計數**物件包括乙個真正的多型的引用計數物件(sp_counted_base)的指標(_pi),真正的引用計數物件在使用vc編譯器的情況下包括乙個虛表,乙個虛表指標,和兩個計數器

shared_ptr完美解決auto_ptr在物件所有權上的侷限性(auto_ptr是獨佔的),在使用引用計數的機制上提供了可以共享所有權的智慧型指標。

template

class smartptr

~ smartptr()

smartptr(const smartptr& ap)

: _ptr(ap ._ptr)

, _countptr(ap ._countptr)

smartptr& operator =(const smartptr& ap )

return *this ;

}t* getptr ()

int getcount ()

t& operator * ()

t* operator -> ()

protected :

void release ()}}

private :

t* _ptr ;

int* _countptr ;

};void test1 ()

~ smartarrayptr()

smartarrayptr(const smartarrayptr& ap)

: _ptr(ap ._ptr)

, _countptr(ap ._countptr)

smartarrayptr& operator =(const smartarrayptr& ap)

return *this ;

}t* getptr ()

int getcount ()

t& operator (size_t index)

protected :

void release ()}}

private :

t* _ptr ;

int* _countptr ;

};void test2 ()

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