【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

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