前言

歡迎來到??小K??的??C++專欄??，內(nèi)存泄漏指由于疏忽或錯(cuò)誤造成程序未能釋放已經(jīng)不再使用的內(nèi)存的情況，這是C和C++程序員的噩夢之一。本節(jié)將為大家?guī)斫鉀Q辦法—>智能指針

1、簡介

?智能指針是一個(gè)模板類，封裝了裸指針，可以對指針進(jìn)行安全的操作。

• 使用RAII特點(diǎn)，將對象生命周期使用棧來管理
• 智能指針區(qū)分了所有權(quán)，因此使用責(zé)任更為清晰
• 智能指針大量使用操作符重載和函數(shù)內(nèi)聯(lián)特點(diǎn)，調(diào)用成本和裸指針無差別

2、為什么要使用智能指針

?一句話：智能指針就是幫我們C++程序員管理動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存的，它會(huì)幫助我們自動(dòng)釋放new出來的內(nèi)存，從而避免內(nèi)存泄漏！

?內(nèi)存泄漏指由于疏忽或錯(cuò)誤造成程序未能釋放已經(jīng)不再使用的內(nèi)存的情況，這是C和C++程序員的噩夢之一。

3、unique_ptr

?unique_ptr是一種定義在中的智能指針(smart pointer)。它持有對對象的獨(dú)有權(quán)——兩個(gè)unique_ptr不能指向一個(gè)對象，不能進(jìn)行復(fù)制操作只能進(jìn)行移動(dòng)操作。

?unique_ptr對象是管理的對象的唯一擁有者：因?yàn)楫?dāng)unique_ptr對象釋放時(shí)會(huì)刪除它們的托管對象，而不考慮其他指針是否仍然指向相同的對象，從而使指向那里的其他指針指向無效的位置。

?unique_ptr對象復(fù)制了有限的指針功能，通過操作符*和->(用于單個(gè)對象)或操作符[](用于數(shù)組對象)提供對其托管對象的訪問。出于安全考慮，它們不支持指針?biāo)阈g(shù)運(yùn)算，只支持移動(dòng)賦值(禁用復(fù)制賦值)。

?下面是基本的使用方法

void testOne() 
{
	unique_ptr<int> p(new int(1234));
	cout << *p << endl;
	unique_ptr<int> p1;
	//p1 = p;                     錯(cuò)誤，不能賦值和拷貝
	//unique_ptr<int> p2(p);
	p1 = move(p);           //轉(zhuǎn)交所有權(quán)
	cout << *p1 << endl;
	//cout << *p << endl;   //錯(cuò)誤，p已經(jīng)失去了管理對象

	unique_ptr<int> p3(new int(897));
	p3.reset(p1.release());
	cout << *p3 << endl;
}

?需要手動(dòng)寫刪除器的情況，一般是操作自定義類型（且注意unique_ptr的刪除器寫法的,需要手動(dòng)寫入刪除器類型）

class MM {
public:
	~MM() {
		cout << "調(diào)用析構(gòu)函數(shù)成功" << endl;
	}
};
void testTwo() 
{
	//unique_ptr刪除器寫法，需要手動(dòng)寫入刪除器類型
	unique_ptr<MM,void(*)(MM*&)> Pmm(new MM[4], [](MM*& pmm) {delete[] pmm; });
}

?注意當(dāng)函數(shù)參數(shù)為unique_ptr類型時(shí)，需要使用引用，因?yàn)榇祟愋褪仟?dú)享型，禁止拷貝

void print(unique_ptr<int>& p) 
{
	cout << *p << endl;
}

4、shared_ptr

?unique_ptr是一個(gè)獨(dú)享指針，同一時(shí)刻只能有一個(gè)unique_ptr指向一個(gè)對象，而shared_ptr是一個(gè)共享指針，同一時(shí)刻可以有多個(gè)shared_ptr指向同一對象，但會(huì)記錄有多少個(gè)shared_ptr共同指向一個(gè)對象。這便是所謂的引用計(jì)數(shù)（reference counting）。

? 一旦最后一個(gè)這樣的指針被銷毀，也就是一旦某個(gè)對象的引用計(jì)數(shù)變?yōu)?，這個(gè)對象會(huì)被自動(dòng)刪除。這在非環(huán)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中防止資源泄露很有幫助。

?基本用法

void testOne() 
{
	shared_ptr<int> p1; //無參構(gòu)造
	if (!p1) 
	{
		cout << "空的智能指針對象" << endl;
	}
	shared_ptr<int> p2(new int(1234));
	//shared_ptr<int> p2 = new int(1234); 錯(cuò)誤

	shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>(1234);  //使用make_shared不支持創(chuàng)建數(shù)組
	//怎么訪問數(shù)據(jù)，直接把智能指針對象當(dāng)做指針來用
	cout << *p3 << endl;
	//cout << p3[0] << endl; 錯(cuò)誤，沒有下標(biāo)的使用方式

	//獲取管理對象原生指針
	int* k = p3.get();
	cout << *k << endl;
	cout << k[0] << endl;
	//注意：千萬不要手動(dòng)釋放原生指針，否則會(huì)中斷(釋放兩次)
	//delete k;

	cout << "管理對象數(shù)：" << p3.use_count() << endl;
	shared_ptr<int> p4(p3);
	cout << "管理對象數(shù)：" << p3.use_count() << endl;

}

?vector管理普通指針的弊端

class MM 
{
public:
	MM(string name="",int age=0):name(name),age(age){}
	void print() 
	{
		cout << name << "\t" << age << endl;
	}
	~MM() 
	{
		cout << "調(diào)用析構(gòu)函數(shù)" << endl;
	}
protected:
	string name;
	int age;
};
void testTwo() 
{
	cout <<"-----------------------------------" << endl;
	shared_ptr<MM> p(new MM("name1", 19));
	p->print();

	/*****************vector弊端*****************/
	vector<MM*> p1;
	p1.push_back(new MM("name", 20));
	//p1.pop_back();
	p1.clear();
	//可以看到pop和clear函數(shù)都不會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)---->當(dāng)vector操作自定義類型指針的時(shí)候
	/*******************************************/

	//比較常用的用法--->工作中
	vector<shared_ptr<MM>> arr;
	shared_ptr<MM> p2(new MM("name"));
	p2->print();
	arr.push_back(p2);
}

上面代碼中，當(dāng)vector管理MM*類型的時(shí)候,并不會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，這時(shí)候我們只需要讓vector管理shared_ptr就好了

?需要手動(dòng)寫刪除器的情況,和unique_ptr一樣

void testThree() 
{
	cout << "-----------------------------------" << endl;
	shared_ptr<int> king(new int[4] {1, 2, 3, 4});
	int* pNum = king.get();
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		cout << pNum[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//當(dāng)操作特殊類型(自定義類型，c語言文件的打開)的時(shí)候，需要手動(dòng)寫刪除器
	shared_ptr<MM> p1(new MM[4], [](MM*& pmm) {delete[]pmm; });
	shared_ptr<FILE> pfile(fopen("1.txt", "w+"), [](FILE*& file) {free(file); });
}

?當(dāng)shared_ptr當(dāng)函數(shù)參數(shù)和返回值的時(shí)候，正常寫就ok

void pprint(shared_ptr<MM>& mm) {
	mm->print();
}
shared_ptr<int> returnpoint(int num) {
	return shared_ptr<int>(new int(num));
}

5、weak_ptr

?shared_ptr可以用來避免內(nèi)存泄漏，可以自動(dòng)釋放內(nèi)存。但是在使用中可能存在循環(huán)引用，使引用計(jì)數(shù)失效，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏的情況。如下代碼所示：

class B;
class A {
public:
	~A() {
		cout << "A" << endl;
	}
	shared_ptr<B> a;
};
class B {
public:
	~B() {
		cout << "B" << endl;
	}
	shared_ptr<A> b;
};
void testOne() 
{
	shared_ptr<A> ao(new A);
	shared_ptr<B> bo(new B);
	ao->a = bo;
	bo->b = ao;
}

我們發(fā)現(xiàn)上面的一段代碼中，ao中的指針管理bo，bo中的指針管理ao，形成了循環(huán)管理，這時(shí)候就不會(huì)自動(dòng)釋放。這時(shí)候我們只需要把shared_ptr改為weak_ptr就ok了

?基本處理

weak_ptr只能從shared_ptr或者已有的weak_ptr去構(gòu)造，不能直接管理對象
不能直接訪問管理的對象，訪問數(shù)據(jù)要通過lock()函數(shù)去訪問shared_ptr,然后再去訪問數(shù)據(jù)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-457596.html

void testTwo() 
{
	shared_ptr<int> p(new int(1234));
	cout << "count:" << p.use_count() << endl;
	weak_ptr<int> w(p);
	cout << "count:" << w.use_count() << endl;
	weak_ptr<int> w2(w);
	cout << "count:" << w2.use_count() << endl;
	cout << *w.lock() << endl;
	shared_ptr<int> k = w2.lock();
	cout << *k << endl;
}

到了這里，關(guān)于智能指針：C++中優(yōu)雅的內(nèi)存管理解決方案的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！