首页 > 其他分享 >智能指针介绍和方法

智能指针介绍和方法

时间:2024-11-03 15:20:42浏览次数:3  
标签:AA 介绍 智能 new shared unique ptr 指针

普通指针的不足

  • new和new[]的内存需要用delete和deletel]释放。

  • 程序员的主观失误,忘了或漏了释放。

  • 程序员也不确定何时释放。

普通指针的释放

  • 类内的指针,在析构函数中释放。

  • C++内置数据类型,如何释放?

  • new出来的类,本身如何释放?

C++11新增三个智能指针类型

  • unique_ptr

  • shared_ptr

  • weak_ptr

一、智能指针unique_ptr

​        unique_ptr独享它指向的对象,也就是说,同时只有一个unique_ptr指向同一个对象,当这个unique_ptr被销毁时,指向的对象也随即被销毁。unique_ptr是一个类,它的内部维护一个内置的指针,他的析构函数中会delete内置指针。

包含头文件:#include <memory>

template <typename T, typename D = default_delete<T>>
class unique_ptr
{
public:
	explicit unique_ptr(pointer p) noexcept;	// 不可用于转换函数。
	~unique_ptr() noexcept;    
	T& operator*() const;            // 重载*操作符。
	T* operator->() const noexcept;  // 重载->操作符。
	unique_ptr(const unique_ptr &) = delete;   // 禁用拷贝构造函数。
	unique_ptr& operator=(const unique_ptr &) = delete;  // 禁用赋值函数。
	unique_ptr(unique_ptr &&) noexcept;	  // 右值引用。
	unique_ptr& operator=(unique_ptr &&) noexcept;  // 右值引用。
	// ...
private:
	pointer ptr;  // 内置的指针。
};

explicit 关键字

加上explicit后让构造函数不可以被用作转换函数使用。以下调用非法:

AA *p = new AA("xianwu");	//普通指针
unique_ptr<AA> pu2 = p;	

1、基本用法

1)初始化

方法一:推荐

unique_ptr<AA> p0(new AA("西施"));   // 分配内存并初始化。

方法二:

unique_ptr<AA> p0 = make_unique<AA>("西施");  // C++14标准。

方法三(不推荐):原始指针出现如果构造给多个unique_ptr会造成多次释放内存,操作野指针,存在风险。

AA* p = new AA("西施");

unique_ptr<AA> p0(p);         // 用已存在的地址初始化。

2)使用方法

  • 智能指针重载了*和->操作符,可以像使用指针一样使用unique_ptr。
  • 不支持普通的拷贝和赋值。
AA* p = new AA("西施");
unique_ptr<AA> pu2 = p;       // 错误,不能把普通指针直接赋给智能指针。
unique_ptr<AA> pu3 = new AA("西施"); // 错误,不能把普通指针直接赋给智能指针。
unique_ptr<AA> pu2 = pu1;      // 错误,不能用其它unique_ptr拷贝构造。
unique_ptr<AA> pu3;
pu3 = pu1;              // 错误,不能用=对unique_ptr进行赋值。
  • 不要用同一个裸指针初始化多个unique_ptr对象。
  • get()方法返回裸指针。
  • 不要用unique_ptr管理不是new分配的内存。

3)用于函数的参数

  • 传引用(不能传值,因为unique_ptr没有拷贝构造函数)。

  • 裸指针。

4)不支持指针的运算(+、-、++、--)

2、更多技巧 面试就爱考点技巧之类的

1)将一个unique_ptr赋给另一个时,如果源unique_ptr是一个临时右值,编译器允许这样做;如果源unique_ptr将存在一段时间,编译器禁止这样做。一般用于函数的返回值。

unique_ptr<AA> p0;
p0 = unique_ptr<AA>(new AA ("西瓜"));

2)用nullptr给unique_ptr赋值将释放对象,空的unique_ptr==nullptr。

3)release()释放对原始指针的控制权,将unique_ptr置为空,返回裸指针。(可用于把unique_ptr传递给子函数,子函数将负责释放对象)

4)std::move()可以转移对原始指针的控制权。(可用于把unique_ptr传递给子函数,子函数形参也是unique_ptr)

5)reset()释放对象。

void reset(T * _ptr= (T *) nullptr);

pp.reset();    // 释放pp对象指向的资源对象。
pp.reset(nullptr); // 释放pp对象指向的资源对象
pp.reset(new AA("bbb")); // 释放pp指向的资源对象,同时指向新的对象。

6)swap()交换两个unique_ptr的控制权。

void swap(unique_ptr<T> &_Right);

7)unique_ptr也可像普通指针那样,当指向一个类继承体系的基类对象时,也具有多态性质,如同使用裸指针管理基类对象和派生类对象那样。

8)unique_ptr不是绝对安全,如果程序中调用exit()退出,全局的unique_ptr可以自动释放,但局部的unique_ptr无法释放。

9)unique_ptr提供了支持数组的具体化版本。

数组版本的unique_ptr,重载了操作符[],操作符[]返回的是引用,可以作为左值使用。

// unique_ptr<int[]> parr1(new int[3]);     // 不指定初始值。
unique_ptr<int[]> parr1(new int[3]{ 33,22,11 }); // 指定初始值。
cout << "parr1[0]=" << parr1[0] << endl;
cout << "parr1[1]=" << parr1[1] << endl;
cout << "parr1[2]=" << parr1[2] << endl;
 
unique_ptr<AA[]> parr2(new AA[3]{string("西施"), string("冰冰"), string("幂幂")});
cout << "parr2[0].m_name=" << parr2[0].m_name << endl;
cout << "parr2[1].m_name=" << parr2[1].m_name << endl;
cout << "parr2[2].m_name=" << parr2[2].m_name << endl;

 

二、智能指针shared_ptr

shared_ptr共享它指向的对象,多个shared_ptr可以指向(关联)相同的对象,在内部采用计数机制来实现,use_count()。

当新的shared_ptr与对象关联时,引用计数增加1。

当shared_ptr超出作用域时,引用计数减1。当引用计数变为0时,则表示没有任何shared_ptr与对象关联,则释放该对象。

 1、基本用法

​        shared_ptr的构造函数也是explicit,但是,没有删除拷贝构造函数和赋值函数。

1)初始化

方法一:

shared_ptr<AA> p0(new AA("西施"));   // 分配内存并初始化。

方法二:推荐采用

shared_ptr<AA> p0 = make_shared<AA>("西施"); // C++11标准,效率更高。

方法三:

AA* p = new AA("西施");
shared_ptr<AA> p0(p);         // 用已存在的地址初始化。

方法四:

shared_ptr<AA> p0(new AA("西施")); 
shared_ptr<AA> p1(p0);         // 用已存在的shared_ptr初始化,计数加1。
shared_ptr<AA> p1=p0;         // 用已存在的shared_ptr初始化,计数加1。

2)使用方法

  • 智能指针重载了*和->操作符,可以像使用指针一样使用shared_ptr。

  • use_count()方法返回引用计数器的值。

  • unique()方法,如果use_count()为1,返回true,否则返回false。

  • shared_ptr支持赋值,左值的shared_ptr的计数器将减1,右值shared_ptr的计算器将加1。

  • get()方法返回裸指针。

  • 不要用同一个裸指针初始化多个shared_ptr。即不要用方法三方式构造多个shared_ptr。

  • 不要用shared_ptr管理不是new分配的内存。

3)用于函数的参数

与unique_ptr的原理相同。

  • 传引用(不能传值,因为unique_ptr没有拷贝构造函数)。

  • 裸指针。

4)不支持指针的运算(+、-、++、--)

2、更多细节 面试就爱考点技巧之类的

2)用nullptr给shared_ptr赋值将把计数减1,如果计数为0,将释放对象,空的shared_ptr==nullptr。

4)std::move()可以转移对原始指针的控制权。还可以将unique_ptr转移成shared_ptr。

5)reset()改变与资源的关联关系。

pp.reset();     // 解除与资源的关系,资源的引用计数减1。
pp. reset(new AA("bbb"));  // 解除与资源的关系,资源的引用计数减1。关联新资源。

6)swap()交换两个shared_ptr的控制权。

void swap(shared_ptr<T> &_Right);

7)shared_ptr也可象普通指针那样,当指向一个类继承体系的基类对象时,也具有多态性质,如同使用裸指针管理基类对象和派生类对象那样。

8)shared_ptr不是绝对安全,如果程序中调用exit()退出,全局的shared_ptr可以自动释放,但局部的shared_ptr无法释放。

9)shared_ptr提供了支持数组的具体化版本。

数组版本的shared_ptr,重载了操作符[],操作符[]返回的是引用,可以作为左值使用。

10)shared_ptr的线程安全性:

  • shared_ptr的引用计数本身是线程安全(引用计数是原子操作)。

  • 多个线程同时读同一个shared_ptr对象是线程安全的。

  • 如果是多个线程对同一个shared_ptr对象进行读和写,则需要加锁。

  • 多线程读写shared_ptr所指向的同一个对象,不管是相同的shared_ptr对象,还是不同的shared_ptr对象,也需要加锁保护。

11)如果unique_ptr能解决问题,就不要用shared_ptr。unique_ptr的效率更高,占用的资源更少。

3、智能指针的删除器

智能指针构造函数第二个参数一般用默认的,但可以指定删除器。

在默认情况下,智能指针过期的时候,用delete原始指针;释放它管理的资源。

程序员可以自定义删除器,改变智能指针释放资源的行为。

删除器可以是全局函数、仿函数和Lambda表达式,形参为原始指针。

调用:

shared_ptr<AA> pa1(new AA("西施a"), deletefunc);  // 第二个参数一般都默认不写,但可以自定义删除器。

三、智能指针weak_ptr

1、shared_ptr存在的问题

shared_ptr内部维护了一个共享的引用计数器,多个shared_ptr可以指向同一个资源。

如果出现了循环引用的情况,引用计数永远无法归0,资源不会被释放。

2、weak_ptr是什么

weak_ptr 是为了配合shared_ptr而引入的,它指向一个由shared_ptr管理的资源但不影响资源的生命周期。也就是说,将一个weak_ptr绑定到一个shared_ptr不会改变shared_ptr的引用计数。

不论是否有weak_ptr指向,如果最后一个指向资源的shared_ptr被销毁,资源就会被释放。

weak_ptr更像是shared_ptr的助手而不是智能指针。

3、如何使用weak_ptr

weak_ptr没有重载 ->和 *操作符,不能直接访问资源。

有以下成员函数:

operator=(); // 把shared_ptr或weak_ptr赋值给weak_ptr。
expired();   // 判断它指资源是否已过期(已经被销毁)。
lock();    // 返回shared_ptr,如果资源已过期,返回空的shared_ptr。
reset();    // 将当前weak_ptr指针置为空。
swap();    // 交换。

weak_ptr不控制对象的生命周期,但是,它知道对象是否还活着。

用lock()函数把它可以提升为shared_ptr,如果对象还活着,返回有效的shared_ptr,如果对象已经死了,提升会失败,返回一个空的shared_ptr。

提升的行为(lock())是线程安全的。

标签:AA,介绍,智能,new,shared,unique,ptr,指针
From: https://blog.csdn.net/weixin_56520780/article/details/143461553

相关文章

  • 图文深入介绍Oracle DB link(三)
    1.引言:本文承接上篇继续深入介绍OracleDBlink,主要介绍如何应用好DBLINK。2.OracleDBlink的应用场景1.数据迁移与整合企业数据仓库建设在构建企业数据仓库时,数据通常来源于多个不同的业务系统数据库。这些业务系统可能基于不同的数据库管理系统(DBMS),但如果都是O......
  • 高效链接,极致体验:新时代的NFC智能互动系统
    在科技不断发展的今天,数字化互动方式的创新已经成为提升用户体验和企业品牌价值的重要环节。“碰一碰”系统应运而生,为新时代的社交传播、品牌推广和智能互动提供了一个前所未有的平台。一、什么是“碰一碰”?“碰一碰”是一款基于NFC(近场通信)技术的智能互动系统,用户只需将支持N......
  • Springboot固体垃圾智能9c0nc
    Springboot固体垃圾智能9c0nc本系统(程序+源码+数据库+调试部署+开发环境)带论文文档1万字以上,文末可获取,系统界面在最后面。系统程序文件列表项目功能:用户,垃圾分类,垃圾信息,站点信息,社区管理员,回收预约,回收订单,变更申请,新条形码,情况登记,用户反馈,奖惩登记开题报......
  • MTR: 网络排查神器 / 网络诊断工具介绍
    原创晓致知电脑知识MTR(MyTraceroute)是一款功能全面且高效的网络诊断工具,它巧妙地将traceroute和ping的功能融为一体。通过MTR,用户可以实时追踪数据包在网络中的传输路径,清晰地看到数据包从源地址到目标地址所经过的所有节点。同时,MTR还能提供详细的网络性能指标,包括丢包率、......
  • zabbbix的web检测介绍
    一、创建web检测场景后,Zabbix自动添加以下监控项进行监控,将它们链接到所选应用程序1、监控项key:web.test.in[Scenario,,bps]  :整个场景的下载速度(每秒字节数)的信息类型:Numeric(float) 2、监控项key:web.test.fail[Scenario]:场景上失败的步骤的编号。如果所有步骤成......
  • 使用wxpython开发跨平台桌面应用,常用窗体布局BoxSizer,FlexGridSizer,GridBagSizer的介
    我们在开发桌面应用的时候,不管是之前C#开发Winform的时候,还是现在使用wxpython来开发跨平台应用的时候,都需要了解布局的处理,wxpython的常用布局Sizer类,包括BoxSizer,FlexGridSizer,GridBagSizer都是我们需要经常打交道的,因此有必要对它们进行一些了解,这样开发界面起来才能得心应手......
  • 深入理解指针3
    1.数组名的理解2.使⽤指针访问数组3.⼀维数组传参的本质4.冒泡排序5.⼆级指针6.指针数组7.指针数组模拟⼆维数组1.数组名的理解我们在上面的图中就可以看见。这⾥我们使⽤&arr[0]的⽅式拿到了数组第⼀个元素的地址,但是其实数组名本来就是地址,⽽且是数组⾸......
  • 《AI 算法的突破与挑战:探寻人工智能的核心驱动力》
    在当今科技飞速发展的时代,AI算法无疑是人工智能领域的核心驱动力,它的不断演进和突破正在重塑我们的世界。从简单的代码到如今令人惊叹的“智能大脑”,AI算法经历了漫长的发展历程,取得了诸多令人瞩目的成就,但同时也面临着一系列的挑战。一、AI算法的辉煌成就精度超越......
  • 打破 “黑盒”,迎接透明的智能时代
    在当今人工智能技术飞速发展的时代,AI算法已经在众多领域取得了令人瞩目的成就,为我们的生活带来了极大的便利和创新。然而,AI算法的可解释性问题却一直如同笼罩在其上方的一层迷雾,引发了广泛的关注和讨论。这不仅是技术层面的挑战,更是关乎到人工智能未来发展的关键因素。一......
  • 智能教育工具:基于SpringBoot的在线试题库
    1绪论1.1研究背景现在大家正处于互联网加的时代,这个时代它就是一个信息内容无比丰富,信息处理与管理变得越加高效的网络化的时代,这个时代让大家的生活不仅变得更加地便利化,也让时间变得更加地宝贵化,因为每天的每分钟,每秒钟这些时间都能让人们处理大批量的日常事务,这些场......