智能指针

Smart Pointer

与智能指针对应的是裸指针
智能指针的出现主要是为了解决内存泄漏的问题
可以自动释放内存
头文件为<memory>

注意：

• make_***的语法在C++14之后才引入
• auto_ptr在C++11之后被舍弃
• 智能指针和野指针不要混用指代同一个对象

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声明和初始化

#include <memory>

void main(void)
{
    //unique_ptr
    std::unique_ptr<int> p1;
    p1 = make_unique<int>(100);//100为构造函数的参数（初始化）

    std::unique_ptr<int> p2 {new int(100)};

    std::unique_ptr<int> p3 {make_unique<int>(100)};//如上，但是效率更高，在11之前的版本更安全
    //也可以使用new shared_ptr<int>(new int(100), delfunc)这种残疾模式来初始化
    //或者shared_ptr<int> p(new int(100), delfunc);
    
    //shared_ptr
    std::shared_ptr<int> p4;
    p4 = make_shared<int>(100);

    std::shared_ptr<int> p5 {new int(100)};

    std::shared_ptr<int> p6 {make_shared<int>(100)};
}

关于的初始化应用<——其实这篇文章结构是一拖四，不过我暂时没有打算写这部分内容，所以将就用一下

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unique_ptr

唯一指针

逻辑

不能复制，独占
删除器在编译时绑定，0额外开销

使用

• unique_ptr<int> p2(p1.release())
• unique_ptr<int> p2 = move(p1)

来转移控制权

shared_ptr

共享指针

逻辑

共享指针会记录指向同一个内存空间的共享指针个数
当最后一个共享指针被释放时，其指向的空间也会被释放
其实听起来蛮简单的，实现好像也蛮简单的，提示：自定义指针运算符，模板类，构造函数，析构函数

weak_ptr

逻辑

为了解决循环引用
不拥有资源，无法释放
若需访问资源要使用wp.lock()取出一个shared_ptr来访问

使用

声明和初始化

weak_ptr<int> p = make_shared<int>(100)
需要任意shared_ptr进行赋值

使用

• wp.lock()返回裸指针的shared_ptr，如果计数为0，返回nullptr
• wp.use_count()
• expired()判断所观察资源是否已经释放

使用weak_ptr作为成员变量的类型即可解决循环引用

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小东西

auto_ptr

待写

boost

待写

shared_from_this

待写

成员函数

• 通用
  • ptr.get()会返回一个对应的裸指针
  • ptr.reset()会将ptr指向NULL，（并且原share计数减1）
    • reset()可以有参数，参数为指向的新空间
  • ptr.release()解绑，返回裸指针（并且原share计数减1）
  • ptr.swap(x)与x互换
• shared_ptr
  • str.use_count()返回引用计数
  • str.unique()检查是否独占

CSDN - C++ 智能指针

自定义删除行为

void close_file(FILE* fp){
    if(fp == nullptr) return;
    fclose(fp);
    cout << "File closed." << endl;
}
int main(){
    FILE* fp = fopen("data.txt","w");
    
    //unique_ptr
    unique_ptr<FILE,decltype(&close_file)> ufp {fp,close_file};//模板类型第二个要写删除器类型，在第二个参数写上删除器

    //shared_ptr
    shared_ptr<FILE> sfp {fp,close_file};//直接在第二个参数写上删除器
    
}

注意事项

• 不分配任何值时为nullptr

• 仅提供->，*，==运算符，没有+，-，++，--，[]等运算符

• 不要使用栈指针（因为智能指针使用delete释放空间，所以在构造时也需要new出来的空间）

• 空指针请用nullptr表示

  • nullptr是C++11之后的关键字，而NULL是宏定义为0，在类型推导时可能会出错

• unique_ptr

  • 把unique_ptr赋值为nullptr会释放原指针空间

• shared_ptr

  • 不要使用同一个原始指针进行默认构造shared_ptr<int> p2(num)
  • 正确方法是shared_ptr<int> p2(p1)
  • 会有一点点额外性能开销

循环引用

两个类互相拥有一个对方的shared_ptr成员变量
分别建立两个类的shared_ptr对象，把成员变量设为彼此
就会造成死锁
无法释放