一、常规指针的缺点
- 当一个常规指针离开了作用域时,只有该指针变量本身占用的内存空间(4/8字节)会被释放,而它指向的内存空间不会自动释放,当free\delete\delete[]语句忘记执行或者无法执行,形成内存泄漏
二、智能指针的优点
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智能指针是一个封装了常规指针的类类型对象,并且重载了 * 和 -> 运算符,使用起来和常规指针相近
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当智能指针离开作用域时,它的析构函数必定执行,从而在析构函数中执行释放常规指针的操作,这样就做到了自动释放的效果,从而避免内存泄漏
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智能指针是一个类模板
三、C++STL中的提供的智能指针
auto_ptr\shared_ptr\unique_ptr\weak_ptr,在C++98标准中只有第一个auto_ptr,C++11只支持后三个,第一个被弃用,使用会产生警告,需要提供头文件 < memory >
Ⅰ.auto_ptr
采用独占拥有模式,不能同时有多个auto_ptr指向同一个内存,但是不能完全实现,有时会指向同一个内存,有隐患
auto_ptr<int> p1(new int(123));
auto_ptr<int> p2; //可以悬空
p2 = p1; //允许,但p1转移所有权给p2,p1可能变成空指针
*p1; //可能段错误
注意:使这种独占式不一定成立,p1是否转移给p2不确定
使用格式:
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auto_ptr<类型> 对象名(new 类型名);
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类型* p = new 类型;
auto_ptr<类型> 对象名(p);
Ⅱ.unique_ptr 独享指针
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是auto_ptr的升级,完全实现独占式拥有模式,保证同一时间中只有一个unique_ptr指向某个内存
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通过把拷贝构造、赋值操作函数声明为delete来实现不能给另一个unique_ptr对象赋值的效果
unique_ptr<int> p1(new int); unique_ptr<int> p2; p2 = p1; //报错 p2 = unique_ptr<int>(new int); //允许指向匿名unique_ptr对象的内存
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可以通过C++的全局函数 move() 来转移内存的指向给另一个unique_ptr
p2 = move(p1); //让p2指向p1原来的内存,p1一定会变成空指针,p2在改变指向之前,会先释放自己原来的内存
Ⅲ.shared_ptr 共享指针
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采用共享的拥有模式,可以允许多个shared_ptr指向相同内存
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当一个内存被shared_ptr指向时,内部有一个引用计数器+1
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当指向该内存的某个shared_ptr离开作用域或者改变指向或者通过reset()时,引用计数器会-1
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当该内存的引用计数器被减为0时,由最后一个离开的shared_ptr在结束前释放该内存
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相关成员函数
函数名 功能 get() 获取指向内存的地址编号 use_count() 获取引用计数器的值 unique() 判断指向的内存是否只有一个shared_ptr指向;0不独占,1独占 reset() 放弃对内存的指向,计数-1 -
全局函数
函数名 功能 va12 = move(val1) 移动val1的值和使用权给val2 swap( ) 交换两个对象 -
shared_ptr的循环引用问题:
当两个类(A B)中都有可以指向对方类型的shared_ptr智能指针成员变量(pB pA),并且在类外通过shared_ptr指向new出来的两个类对象(pa指向类A pb指向类B),并且让他们的成员变量pB pA 指向对方,此时构成循环引用,导致就算类对象pa pb销毁,但它们指向的对象的引用计数无法减为0(pA pB还在指向),导致无法释放对象内存,内存泄漏
Ⅳ.weak_ptr 弱引用指针
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weak_ptr是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针,它指向一个由shared_ptr管理的对象而不影响该对象的生命周期,也即是说将一个weak_ptr指向一个shared_ptr对象,或者离开时都不会改变该对象的引用计数,只有当最后一个shared_ptr离开该对象才会销毁
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weak_ptr更像是shared_ptr的一个助手,而不是独立的智能指针。因此当发生shared_ptr的循环引用产生死锁时,可以把其中一个类的shared_ptr成员变量改为weak_ptr,即可避免产生死锁