#include <iostream>
#include <memory>
#include <windows.h>
using namespace std;
void cmem()
{
while(1)
{
double *p = new double[1024*1024*10];
sleep(1000);
delete p;//释放,会引起内存跳舞
}
}
//智能指针,内存泄漏,自动管理
void autoptr()
{
while(1)
{
double *p ( new double[1024*1024*10]);
auto_ptr<double> smatr_ptr(p);//接管,自动回收,不会存在内存跳舞的情况
sleep(1000);
unique_ptr<double> ptr(new double[1024*1024]);
}
}
int main()
{
void autoptr()
cmem();
cout << "Hello World";
return 0;
}
由于 C++ 语言没有自动内存回收机制,程序员每次 new 出来的内存都要手动 delete。程序员忘记 delete,流程太复杂,最终导致没有 delete,异常导致程序过早退出,没有执行 delete 的情况并不罕见。
用智能指针便可以有效缓解这类问题,本文主要讲解参见的智能指针的用法。包括:std::auto_ptr、boost::scoped_ptr、boost::shared_ptr、boost::scoped_array、boost::shared_array、boost::weak_ptr、boost::intrusive_ptr。
C++ 智能指针详解 - 大气象 - 博客园
常用的一个tips:
nullptr关键字及用法
为什么需要nullptr? NULL有什么毛病?
我们通过下面一个小小的例子来发现NULL的一点问题:
class Test
{
public:
void TestWork(int index)
{
std::cout << "TestWork 1" << std::endl;
}
void TestWork(int * index)
{
std::cout << "TestWork 2" << std::endl;
}
};
int main()
{
Test test;
test.TestWork(NULL);
test.TestWork(nullptr);
}
运行结果:
NULL在c++里表示空指针,看到问题了吧:
我们调用test.TestWork(NULL),其实期望是调用的是void TestWork(int * index),
但结果调用了void TestWork(int index)。但使用nullptr的时候,我们能调用到正确的函数。
智能指针内存管理
在内存管理方面,C++11的std::auto_ptr基础上,移植了boost库中的智能指针的部分实现,如std::shared_ptr、std::weak_ptr等,当然,想boost::thread一样,C++11也修复了boost::make_shared中构造参数的限制问题。把智能指针添加为标准,个人觉得真的非常方便,毕竟在C++中,智能指针在编程设计中使用的还是非常广泛。
什么是智能指针?
简单地说,智能指针本质上是用对象去管理一个资源指针,同时用一个计数器计算当前指针引用对象的个数,当管理指针的对象增加或减少时,计数器也相应加1或减1,当最后一个指针管理对象销毁时,计数器为1,此时在销毁指针管理对象的同时,也把指针管理对象所管理的指针进行delete操作。
如下图所示,简单话了一下指针、智能指针对象和计数器之间的关系:
下面的小章节中,我们分别介绍常用的两个智能指针std::shared_ptr、std::weak_ptr的用法。
4.1、std::shared_ptr
std::shared_ptr包装了new操作符动态分别的内存,可以自由拷贝复制,基本上是使用最多的一个智能指针类型。
我们通过下面例子来了解下std::shared_ptr的用法:
#include <memory>
class Test
{
public:
Test()
{
std::cout << "Test()" << std::endl;
}
~Test()
{
std::cout << "~Test()" << std::endl;
}
};
int main()
{
std::shared_ptr<Test> p1 = std::make_shared<Test>();
std::cout << "1 ref:" << p1.use_count() << std::endl;
{
std::shared_ptr<Test> p2 = p1;
std::cout << "2 ref:" << p1.use_count() << std::endl;
}
std::cout << "3 ref:" << p1.use_count() << std::endl;
return 0;
}
运行结果:
从上面代码的运行结果,需要读者了解的是:
1、std::make_shared封装了new方法,boost::make_shared之前的原则是既然释放资源delete由智能指针负责,那么应该把new封装起来,否则会让人觉得自己调用了new,但没有调用delete,似乎与 “谁申请,谁释放”的原则不符。C++也沿用了这一做法。
2、随着引用对象的增加std::shared_ptr<Test> p2 = p1,指针的引用计数有1变为2,当p2退出作用域后,p1的引用计数变回1,当main函数退出后,p1离开main函数的作用域,此时p1被销毁,当p1销毁时,检测到引用计数已经为1,就会在p1的析构函数中调用delete之前std::make_shared创建的指针。
4.2、std::weak_ptr
std::weak_ptr网上很多人说其实是为了解决std::shared_ptr在相互引用的情况下出现的问题而存在的,C++官网对这个只能指针的解释也不多,那就先甭管那么多了,让我们暂时完全接受这个观点。
std::weak_ptr有什么特点呢?与std::shared_ptr最大的差别是在赋值是,不会引起智能指针计数增加。
我们下面将继续如下两点:
1、std::shared_ptr相互引用会有什么后果;
2、std::weak_ptr如何解决第一点的问题。
A、std::shared_ptr相互引用的问题示例:
#include <memory>
class TestB;
class TestA
{
public:
TestA()
{
std::cout << "TestA()" << std::endl;
}
void ReferTestB(std::shared_ptr<TestB> test_ptr)
{
m_TestB_Ptr = test_ptr;
}
~TestA()
{
std::cout << "~TestA()" << std::endl;
}
private:
std::shared_ptr<TestB> m_TestB_Ptr; //TestB的智能指针
};
class TestB
{
public:
TestB()
{
std::cout << "TestB()" << std::endl;
}
void ReferTestB(std::shared_ptr<TestA> test_ptr)
{
m_TestA_Ptr = test_ptr;
}
~TestB()
{
std::cout << "~TestB()" << std::endl;
}
std::shared_ptr<TestA> m_TestA_Ptr; //TestA的智能指针
};
int main()
{
std::shared_ptr<TestA> ptr_a = std::make_shared<TestA>();
std::shared_ptr<TestB> ptr_b = std::make_shared<TestB>();
ptr_a->ReferTestB(ptr_b);
ptr_b->ReferTestB(ptr_a);
return 0;
}
运行结果:
大家可以看到,上面代码中,我们创建了一个TestA和一个TestB的对象,但在整个main函数都运行完后,都没看到两个对象被析构,这是什么问题呢?
原来,智能指针ptr_a中引用了ptr_b,同样ptr_b中也引用了ptr_a,在main函数退出前,ptr_a和ptr_b的引用计数均为2,退出main函数后,引用计数均变为1,也就是相互引用。
这等效于说:
ptr_a对ptr_b说,哎,我说ptr_b,我现在的条件是,你先释放我,我才能释放你。(你先给我把手撒开,不然削啊。)
ptr_b也对ptr_a说,我的条件也是一样,你先释放我,我才能释放你,怎么办?(你先给我把手撒开,不然互相削啊。)
是吧,大家都没错,相互引用导致的问题就是释放条件的冲突,最终也可能导致内存泄漏。
B、std::weak_ptr如何解决相互引用的问题 我们在上面的代码基础上使用std::weak_ptr进行修改:
#include <memory>
class TestB;
class TestA
{
public:
TestA()
{
std::cout << "TestA()" << std::endl;
}
void ReferTestB(std::shared_ptr<TestB> test_ptr)
{
m_TestB_Ptr = test_ptr;
}
void TestWork()
{
std::cout << "~TestA::TestWork()" << std::endl;
}
~TestA()
{
std::cout << "~TestA()" << std::endl;
}
private:
std::weak_ptr<TestB> m_TestB_Ptr;
};
class TestB
{
public:
TestB()
{
std::cout << "TestB()" << std::endl;
}
void ReferTestB(std::shared_ptr<TestA> test_ptr)
{
m_TestA_Ptr = test_ptr;
}
void TestWork()
{
std::cout << "~TestB::TestWork()" << std::endl;
}
~TestB()
{
std::shared_ptr<TestA> tmp = m_TestA_Ptr.lock();
tmp->TestWork();
std::cout << "2 ref a:" << tmp.use_count() << std::endl;
std::cout << "~TestB()" << std::endl;
}
std::weak_ptr<TestA> m_TestA_Ptr;
};
int main()
{
std::shared_ptr<TestA> ptr_a = std::make_shared<TestA>();
std::shared_ptr<TestB> ptr_b = std::make_shared<TestB>();
ptr_a->ReferTestB(ptr_b);
ptr_b->ReferTestB(ptr_a);
std::cout << "1 ref a:" << ptr_a.use_count() << std::endl;
std::cout << "1 ref b:" << ptr_a.use_count() << std::endl;
return 0;
}
运行结果:
由以上代码运行结果我们可以看到:
1、所有的对象最后都能正常释放,不会存在上一个例子中的内存没有释放的问题。
2、ptr_a 和ptr_b在main函数中退出前,引用计数均为1,也就是说,在TestA和TestB中对std::weak_ptr的相互引用,不会导致计数的增加。在TestB析构函数中,调用std::shared_ptr<TestA> tmp = m_TestA_Ptr.lock(),把std::weak_ptr类型转换成std::shared_ptr类型,然后对TestA对象进行调用。
make_shared的使用:
shared_ptr<string> p1 = make_shared<string>(10, '9');
shared_ptr<string> p2 = make_shared<string>("hello");
shared_ptr<string> p3 = make_shared<string>();
尽量使用make_shared初始化
C++11 中引入了智能指针, 同时还有一个模板函数 std::make_shared 可以返回一个指定类型的 std::shared_ptr, 那与 std::shared_ptr 的构造函数相比它能给我们带来什么好处呢 ?
make_shared初始化的优点
1、提高性能
shared_ptr 需要维护引用计数的信息:
强引用, 用来记录当前有多少个存活的 shared_ptrs 正持有该对象. 共享的对象会在最后一个强引用离开的时候销毁( 也可能释放).
弱引用, 用来记录当前有多少个正在观察该对象的 weak_ptrs. 当最后一个弱引用离开的时候, 共享的内部信息控制块会被销毁和释放 (共享的对象也会被释放, 如果还没有释放的话).
如果你通过使用原始的 new 表达式分配对象, 然后传递给 shared_ptr (也就是使用 shared_ptr 的构造函数) 的话, shared_ptr 的实现没有办法选择, 而只能单独的分配控制块:
使用shred_ptr初始化
如果选择使用 make_shared 的话, 情况就会变成下面这样:
使用std::make_shared(比起直接使用new)的一个特性是能提升效率。使用std::make_shared允许编译器产生更小,更快的代码,产生的代码使用更简洁的数据结构。考虑下面直接使用new的代码:
std::shared_ptr<Widget> spw(new Widget);
很明显这段代码需要分配内存,但是它实际上要分配两次。每个std::shared_ptr都指向一个控制块,控制块包含被指向对象的引用计数以及其他东西。这个控制块的内存是在std::shared_ptr的构造函数中分配的。因此直接使用new,需要一块内存分配给Widget,还要一块内存分配给控制块。
如果使用std::make_shared来替换
auto spw = std::make_shared<widget>();
一次分配就足够了。这是因为std::make_shared申请一个单独的内存块来同时存放Widget对象和控制块。这个优化减少了程序的静态大小,因为代码只包含一次内存分配的调用,并且这会加快代码的执行速度,因为内存只分配了一次。另外,使用std::make_shared消除了一些控制块需要记录的信息,这样潜在地减少了程序的总内存占用。
对std::make_shared的效率分析可以同样地应用在std::allocate_shared上,所以std::make_shared的性能优点也可以扩展到这个函数上。
2、 异常安全
我们在调用processWidget的时候使用computePriority(),并且用new而不是std::make_shared:
processWidget(std::shared_ptr<Widget>(new Widget),computePriority());//潜在的资源泄露
就像注释指示的那样,上面的代码会导致new创造出来的Widget发生泄露。那么到底是怎么泄露的呢?调用代码和被调用函数都用到了std::shared_ptr,并且std::shared_ptr就是被设计来阻止资源泄露的。当最后一个指向这儿的std::shared_ptr消失时,它们会自动销毁它们指向的资源。如果每个人在每个地方都使用std::shared_ptr,那么这段代码是怎么导致资源泄露的呢?
答案和编译器的翻译有关,编译器把源代码翻译到目标代码,在运行期,函数的参数必须在函数被调用前被估值,所以在调用processWidget时,下面的事情肯定发生在processWidget能开始执行之前:
表达式“new Widget”必须被估值,也就是,一个Widget必须被创建在堆上。
std::shared_ptr(负责管理由new创建的指针)的构造函数必须被执行。
computePriority必须跑完。
编译器不需要必须产生这样顺序的代码。但“new Widget”必须在std::shared_ptr的构造函数被调用前执行,因为new的结构被用为构造函数的参数,但是computePriority可能在这两个调用前(后,或很奇怪地,中间)被执行。也就是,编译器可能产生出这样顺序的代码:
执行“new Widget”。
执行computePriority。
执行std::shared_ptr的构造函数。
如果这样的代码被产生出来,并且在运行期,computePriority产生了一个异常,则在第一步动态分配的Widget就会泄露了,因为它永远不会被存放到在第三步才开始管理它的std::shared_ptr中。
使用std::make_shared可以避免这样的问题。调用代码将看起来像这样:
processWidget(std::make_shared<Widget>(), //没有资源泄露
computePriority());
在运行期,不管std::make_shared或computePriority哪一个先被调用。如果std::make_shared先被调用,则在computePriority调用前,指向动态分配出来的Widget的原始指针能安全地被存放到被返回的std::shared_ptr中。如果computePriority之后产生一个异常,std::shared_ptr的析构函数将发现它持有的Widget需要被销毁。并且如果computePriority先被调用并产生一个异常,std::make_shared就不会被调用,因此这里就不需要考虑动态分配的Widget了。
如果使用std::unique_ptr和std::make_unique来替换std::shared_ptr和std::make_shared,事实上,会用到同样的理由。因此,使用std::make_unique代替new就和“使用std::make_shared来写出异常安全的代码”一样重要。
缺点
构造函数是保护或私有时,无法使用 make_shared
make_shared
虽好, 但也存在一些问题, 比如, 当我想要创建的对象没有公有的构造函数时, make_shared
就无法使用了, 当然我们可以使用一些小技巧来解决这个问题, 比如这里 How do I call ::std::make_shared on a class with only protected or private constructors?
对象的内存可能无法及时回收
make_shared
只分配一次内存, 这看起来很好. 减少了内存分配的开销. 问题来了, weak_ptr
会保持控制块(强引用, 以及弱引用的信息)的生命周期, 而因此连带着保持了对象分配的内存, 只有最后一个 weak_ptr
离开作用域时, 内存才会被释放. 原本强引用减为 0 时就可以释放的内存, 现在变为了强引用, 若引用都减为 0 时才能释放, 意外的延迟了内存释放的时间. 这对于内存要求高的场景来说, 是一个需要注意的问题.
-
- 理解智能指针的原理
- 智能指针的使用
- 智能指针的设计和实现
1.智能指针的作用
C++程序设计中使用堆内存是非常频繁的操作,堆内存的申请和释放都由程序员自己管理。程序员自己管理堆内存可以提高了程序的效率,但是整体来说堆内存的管理是麻烦的,C++11中引入了智能指针的概念,方便管理堆内存。使用普通指针,容易造成堆内存泄露(忘记释放),二次释放,程序发生异常时内存泄露等问题等,使用智能指针能更好的管理堆内存。
理解智能指针需要从下面三个层次:
- 从较浅的层面看,智能指针是利用了一种叫做RAII(资源获取即初始化)的技术对普通的指针进行封装,这使得智能指针实质是一个对象,行为表现的却像一个指针。
- 智能指针的作用是防止忘记调用delete释放内存和程序异常的进入catch块忘记释放内存。另外指针的释放时机也是非常有考究的,多次释放同一个指针会造成程序崩溃,这些都可以通过智能指针来解决。
- 智能指针还有一个作用是把值语义转换成引用语义。C++和Java有一处最大的区别在于语义不同,在Java里面下列代码:
Animal a = new Animal();
Animal b = a;
你当然知道,这里其实只生成了一个对象,a和b仅仅是把持对象的引用而已。但在C++中不是这样,
Animal a;
Animal b = a;
这里却是就是生成了两个对象。
关于值语言参考这篇文章C++ 工程实践(8):值语义 - 陈硕 - 博客园
2.智能指针的使用
智能指针在C++11版本之后提供,包含在头文件<memory>中,shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr
2.1 shared_ptr的使用
shared_ptr多个指针指向相同的对象。shared_ptr使用引用计数,每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存。每使用他一次,内部的引用计数加1,每析构一次,内部的引用计数减1,减为0时,自动删除所指向的堆内存。shared_ptr内部的引用计数是线程安全的,但是对象的读取需要加锁。
- 初始化。智能指针是个模板类,可以指定类型,传入指针通过构造函数初始化。也可以使用make_shared函数初始化。不能将指针直接赋值给一个智能指针,一个是类,一个是指针。例如std::shared_ptr<int> p4 = new int(1);的写法是错误的
- 拷贝和赋值。拷贝使得对象的引用计数增加1,赋值使得原对象引用计数减1,当计数为0时,自动释放内存。后来指向的对象引用计数加1,指向后来的对象。
- get函数获取原始指针
- 注意不要用一个原始指针初始化多个shared_ptr,否则会造成二次释放同一内存
- 注意避免循环引用,shared_ptr的一个最大的陷阱是循环引用,循环,循环引用会导致堆内存无法正确释放,导致内存泄漏。循环引用在weak_ptr中介绍。
#include <iostream>
#include <memory>
int main() {
{
int a = 10;
std::shared_ptr<int> ptra = std::make_shared<int>(a);
std::shared_ptr<int> ptra2(ptra); //copy
std::cout << ptra.use_count() << std::endl;
int b = 20;
int *pb = &a;
//std::shared_ptr<int> ptrb = pb; //error
std::shared_ptr<int> ptrb = std::make_shared<int>(b);
ptra2 = ptrb; //assign
pb = ptrb.get(); //获取原始指针
std::cout << ptra.use_count() << std::endl;
std::cout << ptrb.use_count() << std::endl;
}
}
2.2 unique_ptr的使用
unique_ptr“唯一”拥有其所指对象,同一时刻只能有一个unique_ptr指向给定对象(通过禁止拷贝语义、只有移动语义来实现)。相比与原始指针unique_ptr用于其RAII的特性,使得在出现异常的情况下,动态资源能得到释放。unique_ptr指针本身的生命周期:从unique_ptr指针创建时开始,直到离开作用域。离开作用域时,若其指向对象,则将其所指对象销毁(默认使用delete操作符,用户可指定其他操作)。unique_ptr指针与其所指对象的关系:在智能指针生命周期内,可以改变智能指针所指对象,如创建智能指针时通过构造函数指定、通过reset方法重新指定、通过release方法释放所有权、通过移动语义转移所有权。
#include <iostream>
#include <memory>
int main() {
{
std::unique_ptr<int> uptr(new int(10)); //绑定动态对象
//std::unique_ptr<int> uptr2 = uptr; //不能賦值
//std::unique_ptr<int> uptr2(uptr); //不能拷貝
std::unique_ptr<int> uptr2 = std::move(uptr); //轉換所有權
uptr2.release(); //释放所有权
}
//超過uptr的作用域,內存釋放
}
2.3 weak_ptr的使用
weak_ptr是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针,因为它不具有普通指针的行为,没有重载operator*和->,它的最大作用在于协助shared_ptr工作,像旁观者那样观测资源的使用情况。weak_ptr可以从一个shared_ptr或者另一个weak_ptr对象构造,获得资源的观测权。但weak_ptr没有共享资源,它的构造不会引起指针引用计数的增加。使用weak_ptr的成员函数use_count()可以观测资源的引用计数,另一个成员函数expired()的功能等价于use_count()==0,但更快,表示被观测的资源(也就是shared_ptr的管理的资源)已经不复存在。weak_ptr可以使用一个非常重要的成员函数lock()从被观测的shared_ptr获得一个可用的shared_ptr对象, 从而操作资源。但当expired()==true的时候,lock()函数将返回一个存储空指针的shared_ptr。
#include <iostream>
#include <memory>
int main() {
{
std::shared_ptr<int> sh_ptr = std::make_shared<int>(10);
std::cout << sh_ptr.use_count() << std::endl;
std::weak_ptr<int> wp(sh_ptr);
std::cout << wp.use_count() << std::endl;
if(!wp.expired()){
std::shared_ptr<int> sh_ptr2 = wp.lock(); //get another shared_ptr
*sh_ptr = 100;
std::cout << wp.use_count() << std::endl;
}
}
//delete memory
}
2.4 循环引用
考虑一个简单的对象建模——家长与子女:a Parent has a Child, a Child knowshis/her Parent。在Java 里边很好写,不用担心内存泄漏,也不用担心空悬指针,只要正确初始化myChild 和myParent,那么Java 程序员就不用担心出现访问错误。一个handle 是否有效,只需要判断其是否non null。
public class Parent
{
private Child myChild;
}
public class Child
{
private Parent myParent;
}
在C++ 里边就要为资源管理费一番脑筋。如果使用原始指针作为成员,Child和Parent由谁释放?那么如何保证指针的有效性?如何防止出现空悬指针?这些问题是C++面向对象编程麻烦的问题,现在可以借助smart pointer把对象语义(pointer)转变为值(value)语义,shared_ptr轻松解决生命周期的问题,不必担心空悬指针。但是这个模型存在循环引用的问题,注意其中一个指针应该为weak_ptr。
原始指针的做法,容易出错
#include <iostream>
#include <memory>
class Child;
class Parent;
class Parent {
private:
Child* myChild;
public:
void setChild(Child* ch) {
this->myChild = ch;
}
void doSomething() {
if (this->myChild) {
}
}
~Parent() {
delete myChild;
}
};
class Child {
private:
Parent* myParent;
public:
void setPartent(Parent* p) {
this->myParent = p;
}
void doSomething() {
if (this->myParent) {
}
}
~Child() {
delete myParent;
}
};
int main() {
{
Parent* p = new Parent;
Child* c = new Child;
p->setChild(c);
c->setPartent(p);
delete c; //only delete one
}
return 0;
}
循环引用内存泄露的问题
#include <iostream>
#include <memory>
class Child;
class Parent;
class Parent {
private:
std::shared_ptr<Child> ChildPtr;
public:
void setChild(std::shared_ptr<Child> child) {
this->ChildPtr = child;
}
void doSomething() {
if (this->ChildPtr.use_count()) {
}
}
~Parent() {
}
};
class Child {
private:
std::shared_ptr<Parent> ParentPtr;
public:
void setPartent(std::shared_ptr<Parent> parent) {
this->ParentPtr = parent;
}
void doSomething() {
if (this->ParentPtr.use_count()) {
}
}
~Child() {
}
};
int main() {
std::weak_ptr<Parent> wpp;
std::weak_ptr<Child> wpc;
{
std::shared_ptr<Parent> p(new Parent);
std::shared_ptr<Child> c(new Child);
p->setChild(c);
c->setPartent(p);
wpp = p;
wpc = c;
std::cout << p.use_count() << std::endl; // 2
std::cout << c.use_count() << std::endl; // 2
}
std::cout << wpp.use_count() << std::endl; // 1
std::cout << wpc.use_count() << std::endl; // 1
return 0;
}
正确的做法
#include <iostream>
#include <memory>
class Child;
class Parent;
class Parent {
private:
//std::shared_ptr<Child> ChildPtr;
std::weak_ptr<Child> ChildPtr;
public:
void setChild(std::shared_ptr<Child> child) {
this->ChildPtr = child;
}
void doSomething() {
//new shared_ptr
if (this->ChildPtr.lock()) {
}
}
~Parent() {
}
};
class Child {
private:
std::shared_ptr<Parent> ParentPtr;
public:
void setPartent(std::shared_ptr<Parent> parent) {
this->ParentPtr = parent;
}
void doSomething() {
if (this->ParentPtr.use_count()) {
}
}
~Child() {
}
};
int main() {
std::weak_ptr<Parent> wpp;
std::weak_ptr<Child> wpc;
{
std::shared_ptr<Parent> p(new Parent);
std::shared_ptr<Child> c(new Child);
p->setChild(c);
c->setPartent(p);
wpp = p;
wpc = c;
std::cout << p.use_count() << std::endl; // 2
std::cout << c.use_count() << std::endl; // 1
}
std::cout << wpp.use_count() << std::endl; // 0
std::cout << wpc.use_count() << std::endl; // 0
return 0;
}
3.智能指针的设计和实现
下面是一个简单智能指针的demo。智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联,引用计数跟踪该类有多少个对象共享同一指针。每次创建类的新对象时,初始化指针并将引用计数置为1;当对象作为另一对象的副本而创建时,拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数;对一个对象进行赋值时,赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数(如果引用计数为减至0,则删除对象),并增加右操作数所指对象的引用计数;调用析构函数时,构造函数减少引用计数(如果引用计数减至0,则删除基础对象)。智能指针就是模拟指针动作的类。所有的智能指针都会重载 -> 和 * 操作符。智能指针还有许多其他功能,比较有用的是自动销毁。这主要是利用栈对象的有限作用域以及临时对象(有限作用域实现)析构函数释放内存。
1 #include <iostream>
2 #include <memory>
3
4 template<typename T>
5 class SmartPointer {
6 private:
7 T* _ptr;
8 size_t* _count;
9 public:
10 SmartPointer(T* ptr = nullptr) :
11 _ptr(ptr) {
12 if (_ptr) {
13 _count = new size_t(1);
14 } else {
15 _count = new size_t(0);
16 }
17 }
18
19 SmartPointer(const SmartPointer& ptr) {
20 if (this != &ptr) {
21 this->_ptr = ptr._ptr;
22 this->_count = ptr._count;
23 (*this->_count)++;
24 }
25 }
26
27 SmartPointer& operator=(const SmartPointer& ptr) {
28 if (this->_ptr == ptr._ptr) {
29 return *this;
30 }
31
32 if (this->_ptr) {
33 (*this->_count)--;
34 if (this->_count == 0) {
35 delete this->_ptr;
36 delete this->_count;
37 }
38 }
39
40 this->_ptr = ptr._ptr;
41 this->_count = ptr._count;
42 (*this->_count)++;
43 return *this;
44 }
45
46 T& operator*() {
47 assert(this->_ptr == nullptr);
48 return *(this->_ptr);
49
50 }
51
52 T* operator->() {
53 assert(this->_ptr == nullptr);
54 return this->_ptr;
55 }
56
57 ~SmartPointer() {
58 (*this->_count)--;
59 if (*this->_count == 0) {
60 delete this->_ptr;
61 delete this->_count;
62 }
63 }
64
65 size_t use_count(){
66 return *this->_count;
67 }
68 };
69
70 int main() {
71 {
72 SmartPointer<int> sp(new int(10));
73 SmartPointer<int> sp2(sp);
74 SmartPointer<int> sp3(new int(20));
75 sp2 = sp3;
76 std::cout << sp.use_count() << std::endl;
77 std::cout << sp3.use_count() << std::endl;
78 }
79 //delete operator
80 }
参考:
- 值语义:http://www.cnblogs.com/Solstice/archive/2011/08/16/2141515.html
- shared_ptr使用:http://www.cnblogs.com/jiayayao/archive/2016/12/03/6128877.html
- unique_ptr使用:http://blog.csdn.net/pi9nc/article/details/12227887
- weak_ptr的使用:http://blog.csdn.net/mmzsyx/article/details/8090849
- weak_ptr解决循环引用的问题:http://blog.csdn.net/shanno/article/details/7363480
6.C++11中智能指针的原理、使用、实现 - wxquare - 博客园
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