首页 > 其他分享 >cpp智能指针

cpp智能指针

时间:2024-11-26 11:04:18浏览次数:8  
标签:AA 智能 new cpp 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,智能,new,cpp,shared,unique,ptr,指针
From: https://blog.csdn.net/weixin_56520780/article/details/144049155

相关文章

  • 易点天下与火山引擎ByteHouse共建高性能数仓,助力智能营销效率跃升
    近日,全球领先的企业国际化智能营销服务商易点天下与火山引擎ByteHouse达成合作,双方将聚焦智能营销场景,建设高性能数仓,为海量数据提供更精准、实时性更强的分析服务。 据月狐数据发布的《2024年中国企业出海品牌营销策略分析》报告,中国上市企业加速全球化步伐,海外收入总额已接......
  • 喜报 | 东舟技术荣获中国智能交通协会科技进步二等奖
    东舟技术携手中国汽车技术研究中心有限公司、中汽研汽车检验中心、吉林大学等单位,针对智慧座舱多模态交互测评面临的“评价体系量化难、测评方法偏差大、测试流程速度慢”三大核心问题,推出量化评价体系构建技术、提出了面向多模态交互场景的模拟与评价方法、通过自动化测试大模型......
  • 详解 指针函数,函数指针,函数指针函数
    在一些STL源码或者linux源码经常能看到这些东西,确实挺让人头疼指针函数返回值为指针的函数monney*get_monney(people*p)//传people指针进去return的是这个人的财产指针{returnp->monney_;}函数指针函数指针是一个指向函数的指针,允许通过它调用函数。#include<......
  • AI 智能体实战|优化迭代小学生古诗陪读智能体,提升使用体感
    AI 智能体实战|优化迭代小学生古诗陪读智能体,提升使用体感目录创建图像流创建工作流1、使用大模型实现讲解初稿2、使用大模型实现讲稿评审3、使用大模型实现生成图片的提示词4、使用图像流生成插画画创建智能体发布智能体在 AI智能体实战|实现一个自动生成小学生......
  • 深入理解指针(C语言)
    本文目录引言概要正文一指针的类型(1)内置数据类型指针(2)数组指针与指向数组的指针(3)函数指针(4)结构体指针与联合体指针(5)空指针(void*)(6)指针的指针(7)常量指针与指向常量的指针二指针的步长三指针的解引用四指针运算(1)常见的指针运算(2)指针运算的注意事项指针的应用(1)数组处......
  • 电子应用设计方案-23:智能煤气灶系统方案设计
    智能煤气灶系统方案设计一、系统概述本智能煤气灶系统旨在提供更安全、便捷、高效的烹饪体验,结合智能化控制和先进的传感器技术,实现精准火力调节、安全防护和智能烹饪功能。二、系统组成1.炉灶主体   -燃烧器:采用高效的燃气燃烧技术,提供稳定的火力输出。   ......
  • 电子应用设计方案-22:智能门禁系统方案设计
    智能门禁系统方案设计一、系统概述本智能门禁系统旨在提供高效、安全、便捷的人员出入管理解决方案,适用于各类场所,如住宅、办公楼、商业中心等。二、系统组成1.前端设备   -读卡器:支持多种识别方式,如射频卡、指纹、人脸识别、二维码等。   -门禁控制器:负......
  • Python人工智能项目报告
    一、实践概述1、实践计划和目的在现代社会,计算机技术已成为支撑社会发展的核心力量,渗透到生活的各个领域,应关注人类福祉,确保自己的工作成果能够造福社会,同时维护安全、健康的自然环境,设计出具有包容性的技术和产品。大模型,数据;算力。GPT与Sora,AIGC,财务管理,HR,服务管理,工农业,安......
  • 灵茶山艾府-相向双指针
    两数之和暴力做法:双重循环嵌套o(n*n)双指针:由于数组有序,最小+最大,如果大于满足条件,右指针移动,如果小于左指针移动o(n)为什么快:优化获取信息,知道其中一个与其他所有数的和与目标的大小关系。三元数组和双指针:将数组排序,然后使用双指针进行寻找合适的,left从目前寻找的后面......
  • 大数据架构系统技术:构建可扩展、高效、智能的数据处理平台
    引言随着互联网技术和数据采集手段的飞速发展,数据量的急剧增长已成为现代社会的显著特征。从社交媒体、金融服务到物联网,各种领域产生的海量数据要求我们能够设计并实现高效、可靠且可扩展的大数据架构。无论是数据存储、计算资源管理,还是数据处理流程的优化,所有这些都需要......