c++ 智能指针用法详解(一)

2014-11-24 02:54:36 · 作者: · 浏览: 3
本文介绍c++里面的四个只能指针: auto_ptr, shared_ptr, weak_ptr, unique_ptr 其中后三个是c++11支持,并且第一个已经被c++11弃用。
为什么要使用智能指针:我们知道c++的内存管理是让很多人头疼的事,当我们写一个new语句时,一般就会立即把delete语句直接也写了,但是我们不能避免程序还未执行到delete时就跳转了或者在函数中没有执行到最后的delete语句就返回了,如果我们不在每一个可能跳转或者返回的语句前释放资源,就会造成内存泄露。使用智能指针可以很大程度上的避免这个问题,因为智能指针就是一个类,当超出了类的作用域是,类会自动调用析构函数,析构函数会自动释放资源。下面我们逐个介绍。
auto_ptr (官方文档)
class Test
{
public:
Test(string s)
{
str = s;
cout<<"Test creat\n";
}
~Test()
{
cout<<"Test delete:"<
}
string& getStr()
{
return str;
}
void setStr(string s)
{
str = s;
}
void print()
{
cout<
}
private:
string str;
};
int main()
{
auto_ptr ptest(new Test("123"));
ptest->setStr("hello ");
ptest->print();
ptest.get()->print();
ptest->getStr() += "world !";
(*ptest).print();
ptest.reset(new Test("123"));
ptest->print();
return 0;
}
运行结果如下
image
如上面的代码:智能指针可以像类的原始指针一样访问类的public成员,成员函数get()返回一个原始的指针,成员函数reset()重新绑定指向的对象,而原来的对象则会被释放。注意我们访问auto_ptr的成员函数时用的是“.”,访问指向对象的成员时用的是“->”。我们也可用声明一个空智能指针auto_ptrptest();
当我们对智能指针进行赋值时,如ptest2 = ptest,ptest2会接管ptest原来的内存管理权,ptest会变为空指针,如果ptest2原来不为空,则它会释放原来的资源,基于这个原因,应该避免把auto_ptr放到容器中,因为算法对容器操作时,很难避免STL内部对容器实现了赋值传递操作,这样会使容器中很多元素被置为NULL。判断一个智能指针是否为空不能使用if(ptest == NULL),应该使用if(ptest.get() == NULL),如下代码 本文地址
int main()
{
auto_ptr ptest(new Test("123"));
auto_ptr ptest2(new Test("456"));
ptest2 = ptest;
ptest2->print();
if(ptest.get() == NULL)cout<<"ptest = NULL\n";
return 0;
}
image
还有一个值得我们注意的成员函数是release,这个函数只是把智能指针赋值为空,但是它原来指向的内存并没有被释放,相当于它只是释放了对资源的所有权,从下面的代码执行结果可以看出,析构函数没有被调用。
int main()
{
auto_ptr ptest(new Test("123"));
ptest.release();
return 0;
}
image
那么当我们想要在中途释放资源,而不是等到智能指针被析构时才释放,我们可以使用ptest.reset(); 语句。
unique_ptr (官方文档)
unique_ptr,是用于取代c++98的auto_ptr的产物,在c++98的时候还没有移动语义(move semantics)的支持,因此对于auto_ptr的控制权转移的实现没有核心元素的支持,但是还是实现了auto_ptr的移动语义,这样带来的一些问题是拷贝构造函数和复制操作重载函数不够完美,具体体现就是把auto_ptr作为函数参数,传进去的时候控制权转移,转移到函数参数,当函数返回的时候并没有一个控制权移交的过程,所以过了函数调用则原先的auto_ptr已经失效了.在c++11当中有了移动语义,使用move()把unique_ptr传入函数,这样你就知道原先的unique_ptr已经失效了.移动语义本身就说明了这样的问题,比较坑爹的是标准描述是说对于move之后使用原来的内容是未定义行为,并非抛出异常,所以还是要靠人肉遵守游戏规则.再一个,auto_ptr不支持传入deleter,所以只能支持单对象(delete object),而unique_ptr对数组类型有偏特化重载,并且还做了相应的优化,比如用[]访问相应元素等.
unique_ptr 是一个独享所有权的智能指针,它提供了严格意义上的所有权,包括:
1、拥有它指向的对象
2、无法进行复制构造,无法进行复制赋值操作。即无法使两个unique_ptr指向同一个对象。但是可以进行移动构造和移动赋值操作
3、保存指向某个对象的指针,当它本身被删除释放的时候,会使用给定的删除器释放它指向的对象
unique_ptr 可以实现如下功能:
1、为动态申请的内存提供异常安全
2、讲动态申请的内存所有权传递给某函数
3、从某个函数返回动态申请内存的所有权
4、在容器中保存指针
5、auto_ptr 应该具有的功能
unique_ptr fun()
{
return unique_ptr(new Test("789"));
}
int main()
{
unique_ptr ptest(new Test("123"));
unique_ptr ptest2(new Test("456"));
ptest->print();
ptest2 = std::move(ptest);//不能直接ptest2 = ptest
if(ptest == NULL)cout<<"ptest = NULL\n";
Test* p = ptest2.release();
p->print();
ptest.reset(p);
ptest->print();
p