C 知識點34 動態記憶體與智慧型指標

2021-10-24 22:07:20 字數 3087 閱讀 6001

一、動態記憶體

動態記憶體所在的位置在堆區，由程式設計師手動分配並手動釋放，而不像棧記憶體由系統分配和自動釋放

c++通過new運算子為物件在堆上分配記憶體空間並返回該物件的位址，並用delete運算子銷毀物件並釋放物件所佔的動態記憶體，如果分配動態記憶體後沒有手動釋放會產生記憶體洩露

new乙個物件時分為三步：1、呼叫operator new或operator new來分配記憶體空間。分配記憶體空間這一步，實質上呼叫的是malloc。2、編譯器呼叫建構函式構造物件。3、構造完成後，返回乙個指向物件的指標

delete時，分為兩步：呼叫指標所指物件的析構函式銷毀物件。2、呼叫operator delete或者operator delete釋放記憶體空間，**記憶體空間這一步，實質上也是呼叫的是free

示例

void newexample()


; cout<


上面的**說明了如何用new動態分配記憶體並建立物件，如果new後邊的型別名後邊沒有括號，那麼將建立乙個預設初始化的物件，如果new後邊的型別名有大括號，則建立了乙個列表初始化的物件，如果new後邊的型別名帶有小括號，則是按照建構函式的形式進行直接初始化


但是上邊的**將產生記憶體洩漏，因為pi,ps,pi1,ps1,pv都是區域性變數，當函式執行結束後，區域性變數（這些指標）將被自動釋放，所以，之後再也沒有任何指標能指向並釋放new建立的物件的記憶體，也就造成了記憶體洩露，解決辦法就是在函式退出之前使用delete運算子釋放指標所指向的物件記憶體


delete pi, pi1, ps, ps1, pv;
如果函式返回乙個指向動態記憶體的指標，那麼接收該指標的拷貝的物件要負責釋放指向的記憶體

指標被delete後，指標變為空懸指標（指向記憶體中的資料已經無效），避免空懸指標的辦法就是delete指標後將指標置為空，這樣在使用前對指標判空就能知道指標不可以再解引用。但是這個辦法也是有限的

示例

void danglingpointer()


; string *p3=new string[10];


string *p4=new string[10]();


}
其中，第三行和第五行對10個元素進行預設初始化，第四行是列表初始化，第六行是值初始化

上面的**也是存在記憶體洩露的，只不過在用delete釋放資源時，語法不同

delete p1;


delete p2;


delete p3;


delete p4;
需要在delete和指標之間加上方括號當用new建立陣列時，方括號中的數字可以小於0，知道有這麼個東西就行，實際寫**不要這樣寫

此外，無論是用new建立單個物件還是物件的陣列，返回的都是物件型別的指標，c/c++中，指標並不知道指向的是單個物件還是物件的陣列

二、智慧型指標

當使用區域性變數的指標指向new建立的物件時，容易產生記憶體洩露，而應對措施有限，所以為了防止記憶體洩露，c++設計了三個智慧型指標：share_ptr, weak_ptr,  unique_ptr，使用這三個智慧型指標之前，要#include

2.1 shared_ptr

shared_ptr是c++標準庫中的模板，允許多個shared_ptr物件同時指向乙個物件，內部通過引用計數得到有多少個shared_ptr物件指向該物件，當最後乙個shared_ptr物件被銷毀時，被指向的物件會自動銷毀，將所佔的記憶體釋放。

2.1.1 shared_ptr的常用建構函式

constexpr shared_ptr() noexcept;


constexpr shared_ptr(nullptr_t) : shared_ptr() {}


template explicit shared_ptr (u* p);


template shared_ptr (u* p, d del);


template shared_ptr (nullptr_t p, d del);


shared_ptr (const shared_ptr& x) noexcept;


template shared_ptr (const shared_ptr& x) noexcept;


template explicit shared_ptr (const weak_ptr& x);


template shared_ptr (unique_ptr&& x);
示例

void shareptr()


explicit unique_ptr (pointer p) noexcept;


unique_ptr (pointer p, typename conditional::value,d,const d&> del) noexcept;


unique_ptr (const unique_ptr&) = delete;//拷貝和賦值都是delete，拷貝元素和賦值運算被禁用，所以unique_ptr不支援拷貝和賦值運算


unique_ptr& operator= (const unique_ptr&) = delete;
雖然unique_ptr不支援拷貝和賦值操作，但是還是有辦法將乙個unique_ptr的所占有的資源轉移給別的unique_ptr，那就是使用std::move

template typename remove_reference::type&& move (t&& arg) noexcept;
示例

void uniqueptrinit()


); list*lp2=ulp.release();


cout<


up[0]=10;


ulp.reset();//等價於reset(nullptr)


參考《c++ primer》


《c++標準庫》
 
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