智能指针

偏执的太偏执、 2022-05-17 07:29 359阅读 0赞

在C++中,如果指针使用不当,比如没有及时释放指针所指向的内存,或者野指针等,会造成系统发生不可预估的错误,为了防止这一情况的发生,C++ STL提供了一系列智能指针类型

智能指针简单来说就是系统会帮助我们进行管理,并及时释放占用的内存,简单结构如下

template<class T>
    class Smart_Pointer {
    private:
    	T *_ptr;
    public:
    	Smart_Pointer(T* ptr):_ptr{ptr}
    	{}
    
    	~Smart_Pointer()
    	{
    		delete _ptr;
    		_ptr = nullptr;
    	}
    	
    	T& operator*() {   //为什么不能重载.?因为.不能被重载.且对象是一个指针,使用方式是(*P).xxxx()或者p->xxxx()
    
    		return *_ptr;
    	}
    
    	T* operator->() {
    		return _ptr;
    	}
    
    };

C++11 STL提供了三种常用只能指针,分别是:

**unique\_ptr**

**Shared\_ptr**

**Weak\_ptr;**

### Shared\_ptr： ###

智能指针shared\_ptr允许多个指针指向同一个对象;unique\_ptr则”独占”所指向的对象

类似vector,只能指针也是模板,需要提供相关的类型

Shared_ptr<string> p1   //可以指向string的智能指针类型

默认初始化的智能指针保存着一个空指针,同时我们可以通过make\_shared来初始化指针

这是最安全的分配和使用动态内存的方法,此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它,返回指向此对象的shared\_ptr

Shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>(42);  //调用构造函数
    //指向一个值为42的int的shared_ptr

我们可以认为每个shared\_ptr都有一个关联的计数器,通常称为引用计数,

当我们将一个ptr作为参数传递给另一个ptr,或是初始化,或是作为函数返回值: 比如复制操作:auto p4(p3);

它的引用计数器就会加一。

当赋予一个新值或是被销毁,就会进行递减,比如r和q是两个shared\_ptr

如r = q; 给r赋予q的地址,r的原地址销毁,引用计数器减一,q加一 ，

我们可以通过use\_count()函数来查看引用计数情况:

spI1.use_count()

Shared\_ptr 自动销毁所管理的对象

当指向一个对象的最后一个shared\_ptr被销毁以后,shared\_ptr类会自动销毁此类对象。它是通过另一个特殊成员函数—析构函数完成销毁工作的(当引用计数变为0后,就自动销毁了)

### Unique\_ptr: ###

unique\_ptr独享所有权,一个非空的std::unique\_ptr总是拥有它所指向的资源

转移一个std::unique\_ptr也会把源指针转移给目标指针

为了防止指向相同资源,拷贝是不被允许的

unique_ptr<int[]> pI1(new int[5]{ 1,2,3,4,5 });
    cout << pI1[3] << endl;
    auto PI2 = move(pI1);   //不可被复制,只能通过move右值引用

由于unique\_ptr不能拷贝,因此我们只能使用move()进行传值

**weak\_ptr**

Weak\_ptr是为了配合shared\_ptr而引入的一种智能指针

它更像是shared\_ptr的一个助手而非智能指针,因为它不具有普通指针的行为

它获得观测权但不占用资源,它的构造不会引起引用计数的增加

weak_ptr<int> wpI1 = spI1;
    wpI1.use_count()  //并没有引起计数器的增加

同时weak\_ptr提供lock()函数来判断shared\_ptr是否存在,如果存在,weak\_ptr返回一个指向共享对象的shared\_ptr,否则返回空指针

if(shared_ptr<int> np = wpI1.lock())
    {
         //在if中,np与wpI1共享对象
    }

**智能指针的释放:**

**spI1.reset();**

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