<一>智慧指標基礎
阿新 • • 發佈：2022-12-02
程式碼1
int main(){
//裸指標,手動開闢,需要自己釋放,如果忘記了或者因為
//程式邏輯導致p沒有釋放,那麼就會導致記憶體洩漏
int *p=new int(10);
if(***){
retur -1;
}
delete p;
return 0;
}
有沒有什麼辦法幫我們管理指標,確保資源釋放?
智慧指標
利用棧上的物件出作用域時自動析構的特徵,來做到資源的自動釋放
問題:是否可以在堆上建立裸指標?語法上沒有問題,但是我們正式希望
棧上物件出作用域能自動析構的特徵來達到自動管理指標的目的,如果
將智慧指標建立在堆上,那又和原來的裸指標使用遇到的問題是一樣的了
需要手動delete
程式碼2
#include <iostream> using namespace std; template<typename T> class MySmartPtr1 { public: MySmartPtr1(T * ptr=nullptr) : _mptr(ptr) { } ~MySmartPtr1() { delete _mptr; _mptr = nullptr; } T & operator*() { return *_mptr; }//返回的 是 & ， 需要修改值 T * operator->() { return _mptr; } private: T * _mptr; }; int main() { MySmartPtr1<int> ptr(new int(10)); *ptr= 200; return 0; }
程式碼2的問題
int main() {
MySmartPtr1<int> ptr(new int(10));
//使用ptr 拷貝構造ptr2，預設的拷貝構造方式是值拷貝,所以底層
//_mptr指標 指向的是同一塊記憶體,那麼ptr2 和ptr析構的時候就會有問題了，兩次析構同一片記憶體
MySmartPtr1<int> ptr2(ptr);
*mptr = 200;
return 0;
}
如何解決呢?
1:不帶引用計數的智慧指標
auto_ptr C++庫提供
C++11 新標準
scoped_ptr
unique_ptr
程式碼 關於 auto_ptr
int main() {
auto_ptr<int> ptr1(new int(100));
auto_ptr<int> ptr2(ptr1);
*ptr2 = 200;
cout<<*ptr1<<endl;//執行報錯,原因見下圖
return 0;
}
現在不推薦使用auto_ptr
容器中推薦用auto_ptr嗎？ vector<auto_ptr
程式碼關於 scoped_ptr
int main() {
scope_ptr的處理方式
scope_ptr<int>(const scope_ptr<int> & src)=delete;//通過直接和諧掉這兩個方法
scope_ptr<int> & operator=(const scope_ptr<int> & src))=delete;//通過直接和諧掉這兩個方法
return 0;
}
所以scoped_ptr使用的也很少
程式碼關於 unique_ptr
int main() {
unique_ptr的處理方式
unique_ptr<int>(const unique_ptr<int> & src)=delete;//通過直接和諧掉這兩個方法
unique_ptr<int> & operator=(const unique_ptr<int> & src))=delete;//通過直接和諧掉這兩個方法
unique_ptr<int> ptr1(new int(100));
unique_ptr<int> ptr2(ptr1);//編譯報錯,嘗試使用已經刪除的函式, 要改成如下！！！
unique_ptr<int> ptr1(new int(100));
unique_ptr<int> ptr2(std::move(ptr1));//編譯OK，為什麼可以呢？因為unique_ptr提供了右值引用的拷貝構造和右值引用的賦值函式,如下
unique_ptr<int>(const unique_ptr<int> && src){};
unique_ptr<int> & operator=(const unique_ptr<int> && src)){};
return 0;
}
//推薦使用
2:帶引用計數的智慧指標(share_ptr,weak_ptr)
帶引用計數的好處:多個智慧指標可以管理同一個資源
帶引用計數:給每一個物件資源,匹配一個引用計數,
智慧指標引用一個資源的時候,給這個資源引用計數加1
當這個智慧指標出作用域不再使用資源的時候,給這個資源引用計數-1，當引用計數不為0的時候,還不能析構這個資源,
當引用計數為0的時候,說明已經沒有外部資源使用這個資源了,那麼就可以析構這個資源了
程式碼3 簡單實現share_ptr
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
class RefCount {
public:
RefCount(T * pSrc = nullptr, int refCount = 0):_pSrc(pSrc),_refCount(refCount) {
}
void addCount() { this->_refCount++; }
void deleltCount() { --this->_refCount; }
int refCount() { return this->_refCount; }
private:
T * _pSrc;
int _refCount = 0;
};
template<typename T>
class MySmartPtr2 {
public:
//新建立的智慧指標,預設計數器為1
MySmartPtr2<T> (T * mptr=nullptr): _mptr(mptr){
_pRef = new RefCount<T>(_mptr,1);
}
//拷貝構造
MySmartPtr2<T>(const MySmartPtr2<T> & _rval) {
//兩個智慧指標指向相同的資源
this->_mptr = _rval._mptr;
this->_pRef = _rval._pRef;
this->_pRef->addCount();
}
//賦值過載
MySmartPtr2<T> & operator=(const MySmartPtr2<T> & _rval) {
if (this == &_rval) { retur *this; }
else {
this->_pRef->deleltCount();
int currentCount = this->_pRef->refCount();
if (currentCount == 0) {
delete this->_mptr;//銷燬指向的資源
this->_mptr = nullptr;
delete _pRef;
_rPef = nullptr;
}
this->_pRef = _rval._pRef;
this->_mptr = _rval._mptr;
this->_pRef->addCount();
return *this;
}
}
~MySmartPtr2<T>() {
this->_pRef->deleltCount();
int currentCount = this->_pRef->refCount();
if (currentCount == 0) {
delete this->_mptr;//銷燬指向的資源
this->_mptr = nullptr;
delete _pRef;
_pRef = nullptr;
}
}
int getRefCount() { return this->_pRef->refCount(); }
private:
T * _mptr;
RefCount<T> * _pRef;
};
int main() {
MySmartPtr2<int> ms1(new int(100)) ;
{
MySmartPtr2<int> ms2(ms1);
cout << "RefCount=" << ms1.getRefCount() << endl;
MySmartPtr2<int> ms3(ms1);
cout << "RefCount=" << ms1.getRefCount() << endl;
}
cout << "RefCount=" << ms1.getRefCount() << endl;
system("pause");
return 0;
}
share_ptr: 強智慧指標,可以改變資源的引用計數
weak_ptr: 弱智慧指標,不會改變資源的引用計數
強智慧指標:迴圈引用(交叉引用)是什麼問題?什麼結果?怎麼解決?
交叉引用程式碼
class A{
pubic:
A(){cout<<"A()"<<endl;}
~A(){cou<<"~A()"<<endl;}
share_ptr<B> _ptrb;
}
class B{
pubic:
B(){cout<<"B()"<<endl;}
~B(){cou<<"~B()"<<endl;}
share_ptr<A> _ptrb;
}
int main(){
share_ptr<A> pa(new A());
share_ptr<B> pb(new B());
pa->_ptrb=pb;
pb->_ptra=pa;
cout<<pa.use_count()<<endl;// 2
cout<<pb.use_count()<<endl;// 2
}
上面程式碼造成new出來的資源無法釋放!!資源洩漏問題
解決:
定義物件的時候,用強智慧指標,引用物件的地方用弱智慧指標
class A{
pubic:
A(){cout<<"A()"<<endl;}
~A(){cou<<"~A()"<<endl;}
void testA(){
cout<<"A testA() Function"<<endl;
}
weak_ptr<B> _ptrb;
}
class B{
pubic:
B(){cout<<"B()"<<endl;}
~B(){cou<<"~B()"<<endl;}
void function(){
share_ptr<A> _tp=_ptrb.lock();//提升方法
if(_tp!=nullptr){
_tp->testA();
}
}
weak_ptr<A> _ptrb; //weak_ptr 弱智慧指標,不會改變引用計數
}
int main(){
share_ptr<A> pa(new A());
share_ptr<B> pb(new B());
pa->_ptrb=pb;
pb->_ptra=pa;
pb.function();
cout<<pa.use_count()<<endl;// 2
cout<<pb.use_count()<<endl;// 2
}
share_ptr 和 weak_ptr 是執行緒安全的.