【C++】智能指针的学习

简介: 【C++】智能指针的学习

       经过异常的学习,我知道抛异常如果不注意是有可能造成资源泄漏的问题的,那么如何避免这种问题同时还能很好地抛异常呢?    

RAII是一种利用对象生命周期来控制程序资源的技术 (其实也是一种指导思想):

template<class T>
class smartPtr
{
public:
  smartPtr(T* ptr):_ptr(ptr){}
  ~smartPtr()
  {
    cout << "delete[]" <<_ptr<< endl;
    delete[] _ptr;
  }
  T& operator*()
  {
    return *_ptr;
  }
  T* operator->()
  {
    return _ptr;
  }
private:
  T* _ptr;
};

这就是一个简单的RAII指导写出来的智能指针(auto_ptr)的一小部分

在对象构造的时候获取资源,在对象析构的时候释放资源

采用这种方法,对象所需要的资源在其生命周期内始终保持有效


    auto_ptr里面比较难解决的是它的赋值拷贝问题 ,如果采用类自己生成的赋值构造函数是不行的,默认的构造函数对于内置类型采用值拷贝,自定义类型调用该类型的拷贝构造。

  值拷贝的话,就会面临重复delete的情况,针对这种情况,auto_ptr采用资源转移的方式,新对象来管理这份资源,原来的对象管理资源的指针置空


unique_ptr:

这个智能指针针对赋值拷贝问题的解决办法会比较暴力一些,它是直接让赋值拷贝函数不生成

        unique_ptr(const unique_ptr<T>& ptr) = delete;
    unique_ptr<T>& operator=(const unique_ptr<T>& ptr) = delete;


shared_ptr:

shared_ptr:就是要求需要能够进行赋值拷贝,那该怎么处理资源清理的问题呢

template<class T>
  class shared_ptr
  {
  public:
    shared_ptr(T* ptr) :_ptr(ptr), _pCount(new int(1)) {}
    ~shared_ptr()
    {
      release();
    }
    void release()
    {
      if (--(*_pCount) == 0)
      {
        delete _ptr;
        _ptr = nullptr;
        delete _pCount;
        _pCount = nullptr;
      }
    }
    T& operator*()
    {
      return *_ptr;
    }
    T* operator->()
    {
      return _ptr;
    }
    T* Get()
    {
      return _ptr;
    }
    shared_ptr(const shared_ptr<T>& sp) :_ptr(sp._ptr), _pCount(sp._pCount)
    {
      (*_pCount)++;
    }
    shared_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
    {
      if (_ptr != sp._ptr)
      {
        release();
        _ptr = sp._ptr;
        _pCount = sp._pCount;
        (*_pCount)++;
      }
      return *this;
    }
  private:
    T* _ptr;
    int* _pCount;
  };

       shared_ptr里面需要注意,我们使用的引用计数的加减问题,比如:当我们再进行赋值的时候,一个指针被赋值,那他就不再指向之前的资源了,所以需要再赋值之前对原来资源的引用计数进行减减

       shared_ptr还存在一个循环引用的问题 :

struct listnode {
  std::shared_ptr<listnode> a;
  std::shared_ptr<listnode> b;
};
int main()
{
  std::shared_ptr<listnode> sp1(new listnode);
  std::shared_ptr<listnode> sp2(new listnode);
  sp1->a = sp2;
  sp2->b = sp1;
}

大家看现在的这个代码就已经构成了循环引用的问题了

d31d49d9ac824429a4a8fa3a32c62208.jpg        sp1 和 sp2 释放后,a和b都是自定义成员变量,析构需要调用自己的析构函数,a想要调用自己的析构函数就需要b释放,b释放需要a调用自己的析构函数释放,这样就构成循环引用的问题了


weak_ptr:

template<class T>
  class weak_ptr
  {
  public:
    weak_ptr():_ptr(nullptr) {}
    ~weak_ptr()
    {
    }
    T& operator*()
    {
      return *_ptr;
    }
    T* operator->()
    {
      return _ptr;
    }
    T* Get()
    {
      return _ptr;
    }
    weak_ptr(const shared_ptr<T>& sp) :_ptr(sp.Get())
    {
    }
    weak_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
    {
      if (_ptr != sp.Get())
      {
        _ptr = sp.Get();
      }
      return *this; 
    }
  private:
    T* _ptr;
  };
    struct listnode {
  zcj::weak_ptr<listnode> a;
  zcj::weak_ptr<listnode> b;
};
int main()
{
  zcj::shared_ptr<listnode> sp1(new listnode);
  zcj::shared_ptr<listnode> sp2(new listnode);
  cout<<sp1.use_count();
  cout << sp2.use_count();
  sp1->a = sp2;
  sp2->b = sp1;
  cout << sp1.use_count();
  cout << sp2.use_count();
}

weak_ptr:起到指向资源,但是不参与资源清理的工作,依然也是可以通过weak_ptr访问和修改资源的。


这只是我们自己设置的结构体,那不同的资源有不同的释放的方法,可是要注意一点哦我们的智能指针默认的释放方式是delete。

3d05e1caa16d4830b9935ff8097baa4a.jpg

50249948a08a4911a92985a247df8f38.jpg

       可以看到我们是可以通过自定义仿函数的方式,这样应对不同的资源,由于我们自己知道自己申请的资源的释放方式是什么所以,所以可以自定义

       不同的是shared_ptr,是通过构造函数传进去的

目录
相关文章
|
3月前
|
算法 C语言 C++
C++语言学习指南:从新手到高手,一文带你领略系统编程的巅峰技艺!
【8月更文挑战第22天】C++由Bjarne Stroustrup于1985年创立,凭借卓越性能与灵活性,在系统编程、游戏开发等领域占据重要地位。它继承了C语言的高效性,并引入面向对象编程,使代码更模块化易管理。C++支持基本语法如变量声明与控制结构;通过`iostream`库实现输入输出;利用类与对象实现面向对象编程;提供模板增强代码复用性;具备异常处理机制确保程序健壮性;C++11引入现代化特性简化编程;标准模板库(STL)支持高效编程;多线程支持利用多核优势。虽然学习曲线陡峭,但掌握后可开启高性能编程大门。随着新标准如C++20的发展,C++持续演进,提供更多开发可能性。
82 0
|
15天前
|
存储 编译器 Linux
【c++】类和对象(上)(类的定义格式、访问限定符、类域、类的实例化、对象的内存大小、this指针)
本文介绍了C++中的类和对象,包括类的概念、定义格式、访问限定符、类域、对象的创建及内存大小、以及this指针。通过示例代码详细解释了类的定义、成员函数和成员变量的作用,以及如何使用访问限定符控制成员的访问权限。此外,还讨论了对象的内存分配规则和this指针的使用场景,帮助读者深入理解面向对象编程的核心概念。
43 4
|
29天前
|
编译器 C语言 C++
配置C++的学习环境
【10月更文挑战第18天】如果想要学习C++语言,那就需要配置必要的环境和相关的软件,才可以帮助自己更好的掌握语法知识。 一、本地环境设置 如果您想要设置 C++ 语言环境,您需要确保电脑上有以下两款可用的软件,文本编辑器和 C++ 编译器。 二、文本编辑器 通过编辑器创建的文件通常称为源文件,源文件包含程序源代码。 C++ 程序的源文件通常使用扩展名 .cpp、.cp 或 .c。 在开始编程之前,请确保您有一个文本编辑器,且有足够的经验来编写一个计算机程序,然后把它保存在一个文件中,编译并执行它。 Visual Studio Code:虽然它是一个通用的文本编辑器,但它有很多插
|
1月前
|
存储 安全 编译器
在 C++中,引用和指针的区别
在C++中,引用和指针都是用于间接访问对象的工具,但它们有显著区别。引用是对象的别名,必须在定义时初始化且不可重新绑定;指针是一个变量,可以指向不同对象,也可为空。引用更安全,指针更灵活。
|
1月前
|
存储 C++
c++的指针完整教程
本文提供了一个全面的C++指针教程,包括指针的声明与初始化、访问指针指向的值、指针运算、指针与函数的关系、动态内存分配,以及不同类型指针(如一级指针、二级指针、整型指针、字符指针、数组指针、函数指针、成员指针、void指针)的介绍,还提到了不同位数机器上指针大小的差异。
42 1
|
1月前
|
存储 编译器 C语言
C++入门2——类与对象1(类的定义和this指针)
C++入门2——类与对象1(类的定义和this指针)
30 2
|
1月前
|
Java 编译器 C++
c++学习,和友元函数
本文讨论了C++中的友元函数、继承规则、运算符重载以及内存管理的重要性,并提到了指针在C++中的强大功能和使用时需要注意的问题。
22 1
|
1月前
|
存储 安全 编译器
【C++】C++特性揭秘:引用与内联函数 | auto关键字与for循环 | 指针空值(一)
【C++】C++特性揭秘:引用与内联函数 | auto关键字与for循环 | 指针空值
|
1月前
|
存储 C++ 索引
C++函数指针详解
【10月更文挑战第3天】本文介绍了C++中的函数指针概念、定义与应用。函数指针是一种指向函数的特殊指针,其类型取决于函数的返回值与参数类型。定义函数指针需指定返回类型和参数列表,如 `int (*funcPtr)(int, int);`。通过赋值函数名给指针,即可调用该函数,支持两种调用格式:`(*funcPtr)(参数)` 和 `funcPtr(参数)`。函数指针还可作为参数传递给其他函数,增强程序灵活性。此外,也可创建函数指针数组,存储多个函数指针。
|
2月前
|
编译器 C++
【C++核心】指针和引用案例详解
这篇文章详细讲解了C++中指针和引用的概念、使用场景和操作技巧,包括指针的定义、指针与数组、指针与函数的关系,以及引用的基本使用、注意事项和作为函数参数和返回值的用法。
42 3