CPP(c ) 智慧型指標

2022-06-19 01:48:14 字數 4082 閱讀 6756

智慧型指標

參考:我們知道除了靜態記憶體和棧記憶體外,每個程式還有乙個記憶體池,這部分記憶體被稱為自由空間或者堆。程式用堆來儲存動態分配的物件即那些在程式執行時分配的物件,當動態物件不再使用時,我們的**必須顯式的銷毀它們。

在c++中,動態記憶體的管理是用一對運算子完成的:new和delete,new:在動態記憶體中為物件分配一塊空間並返回乙個指向該物件的指標,delete:指向乙個動態獨享的指標,銷毀物件,並釋放與之關聯的記憶體。

動態記憶體管理經常會出現兩種問題:一種是忘記釋放記憶體,會造成記憶體洩漏;一種是尚有指標引用記憶體的情況下就釋放了它,就會產生引用非法記憶體的指標。

為了更加容易(更加安全)的使用動態記憶體,引入了智慧型指標的概念。智慧型指標的行為類似常規指標,重要的區別是它負責自動釋放所指向的物件。標準庫提供的兩種智慧型指標的區別在於管理底層指標的方法不同,

shared_ptr允許多個指標指向同乙個物件,unique_ptr則「獨佔」所指向的物件。標準庫還定義了一種名為weak_ptr的伴隨類,它是一種弱引用,指向shared_ptr所管理的物件,這三種智慧型指標都定義在memory標頭檔案中。

常用智慧型指標:shared_ptr,unique_ptr和weak_ptr

shared_ptr允許多個指標指向同乙個物件,unique_ptr則「獨佔」所指向的物件。標準庫還定義了一種名為weak_ptr的伴隨類,它是一種弱引用,指向shared_ptr所管理的物件,這三種智慧型指標都定義在memory標頭檔案中。

shared_ptr p3 = make_shared(42

);shared_ptr

p4 = make_shared(10,'9'

);shared_ptr

p5 = make_shared();

//可以通過呼叫release或reset將指標所有權從乙個(非const)unique_ptr轉移給另乙個unique

//將所有權從p1(指向string stegosaurus)轉移給p2

unique_ptr p2(p1.release());//

release將p1置為空

unique_ptr p3(new

string("

trex

"));

//將所有權從p3轉移到p2

p2.reset(p3.release());//

reset釋放了p2原來指向的記憶體

shared_ptr和unique_ptr用法:

shared_ptrsp;  //

空指標,可以執行型別為t 的物件

unique_ptrup;

p

//p看做乙個條件判斷,若p指向乙個物件,則為true

*p //

獲取它指向的物件

p->mem //

等價於(*p).mem

p.get() //

返回p中儲存的指標。

swap(p,q) //

交換p和q中的指標

p.swap(q)

share_ptr:

make_share(args)  //

返回乙個shared_ptr,指向乙個動態分配的型別為t的物件,使用args初始化。

share_ptrp(q) //

p是shared_ptr q的拷貝,此時會增加q中計數器,q中的指標必須轉換為t*;

p = q //

p和q都是shared_ptr,所儲存的指標必須能相互轉換。此操作會遞減p的引用計數,

//遞增q的引用計數。若p的引用計數為0,則將其管理的記憶體釋放。

p.unique() //

若p.use_count()為1,則返回 true;否則返回 false

p.use_count() //

返回與p共享物件的智慧型指標數量;可能很慢,主要用於除錯。

unique_ptr: 

//由於乙個unique_ptr擁有它指向的物件,因此unique_ptr不支援普通的拷貝或賦值操作。

unique_ptru1      //

空unique_ptr,可以指向型別為t的物件。u1會使用delete來釋放它的指標;

unique_ptru2 //

u2會使用乙個型別為d的可呼叫物件來釋放它的指標。

unique_ptru(d) //

空unique_ptr,指向型別為t的物件,用型別為d的物件d代替delete

u=nullptr //

釋放u指向的物件,將u置為空

u.release() //

u放棄對指標的控制,將u置為空

u.reset()

//釋放u指向的物件

u.reset(q) //

如果提供了指標q,將u指向這個物件,否則將u置為空。

u.reset(nullptr)

weak_ptr:

weak_ptr是一種不控制所指向物件生存期的智慧型指標,它指向乙個由shared_ptr管理的物件,將乙個weak_ptr繫結到乙個shared_ptr不會改變shared_ptr的引用計數。一旦最後乙個指向物件的shared_ptr被銷毀,物件就會被釋放,即使有weak_ptr指向物件,物件還是會被釋放。

weak_ptrw   //

空weak_ptr 可以指向為t的物件

weak_ptrw(sp) //

與shared_ptr sp 指向相同物件 weak_ptr

w = p //

p可以是share_ptr 或weak_ptr

w.reset() //

w 為空

w.use_count //

與w共享物件的shared_ptr豎向

w.expired() //

w.use_count() 為0 ,返回true,否則返回為false

w.lock() //

如果expired 為true,則返回乙個空shared_ptr,否則返回乙個指向w物件的shared_ptr

weak_ptr  舉例

#include #include 

#include

using

namespace

std;

class

test

~test()

void func()

private:

intdata;

};class

teacher

~teacher()

shared_ptr

stu;

};class

student

~student()

//如果換成shared_ptrtea;就會形成迴圈引用,導致記憶體洩漏

weak_ptrtea;

};int

main()

std::move

型別轉換static_cast::type &&>(t);

std::move語句可以將左值變為右值而避免拷貝構造。將物件的狀態或者所有權從乙個物件轉移到另乙個物件。

左值:放在等號左邊的值,可以被賦值: a; ++a; *a;**a;a.m;a->m;a[m]

右值:放在等號右邊的值,不能被賦值;a+b; a++; a&&b; a深拷貝:a先申請出一片新的空間,完全複製b的內容到新空間中;

淺拷貝:a複製b指標,將自己的指標指向b的內容位址,a、b公用一塊記憶體位址;

a = std::move(b); a 對 b 實現淺層拷貝,為了防止b的改變影響到a ,對b清除。

參考:舉例:

#include #include 

#include

#include

intmain()

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