在C++中，有三种主要的智能指针类型：
std::shared_ptr<T>：（在这里T是类模板）共享指针是一种引用计数型的智能指针。多个shared_ptr对象可以共享同一个堆上的对象，并且当最后一个引用被销毁时，会自动释放相关资源。std::unique_ptr<T>：唯一指针是一种独占所有权型的智能指针。每个unique_ptr对象拥有对其所指向对象的独立所有权，不能进行复制或共享。当该对象被销毁时，相关资源也会被自动释放。std::weak_ptr<T>：弱引用指针是一种不增加引用计数的智能指针。它用于解决循环引用导致的内存泄漏问题，并通常与shared_ptr一起使用。- 这些智能指针类型都定义在
<memory>头文件中，并通过RAII（资源获取即初始化）原则来确保在离开作用域时正确地释放资源。使用智能指针可以减少手动管理内存的复杂性和风险，提高代码的安全性和可维护性。
1.std::shared_ptr<T> 核心算法 :引用计数算法(每个对象都需要额外的空间来储存计数器 自动跟踪对象被引用的次数 简单来说就是 std::share_ptr所指向的个数 核心要点：多个指针指向一块地址）
//这些智能指针类型都定义在 <memory> 头文件中，并通过RAII（资源获取即初始化）原则来确保在离开作用域时正确地释放资源。 //使用智能指针可以减少手动管理内存的复杂性和风险，提高代码的安全性和可维护性。 #include<bits/stdc++.h> using namespace std; //std::shared_ptr class MyClass { public: MyClass() { std::cout << "MyClass constructor" << std::endl; } ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructor" << std::endl; } void sayHello() { std::cout << "Hello, World!" << std::endl; } }; int main() { // 创建第一个shared_ptr对象 std::shared_ptr<MyClass> ptr1(new MyClass()); // 使用箭头操作符访问成员函数 ptr1->sayHello(); // 创建第二个shared_ptr对象，指向同一个对象 shared_ptr<MyClass> ptr2 = ptr1; //在没改变开始进行引用计数 有两个hared_ptr<MyClass>指针指向当前对象 cout << "Current reference count: " << ptr2.use_count() << std::endl;//2 // 创建第三个shared_ptr对象，并使用reset方法指向新的对象 可以减少引用 ptr2.reset(new MyClass()); // 还可以通过*操作符解引用指针来访问对象的成员函数 (*ptr2).sayHello(); // 打印当前引用计数 cout << "Current reference count: " << ptr2.use_count() << std::endl;//1 // 最后一个shared_ptr被销毁时自动释放内存资源 //智能指针被最后释放 return 0; }
std::unique_ptr<T>：(唯一指针 独占指针 通过std::move(ptr))来操作:
代码实例如下：
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; class MyClass { public: MyClass() { std::cout << "MyClass constructor" << std::endl; } ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructor" << std::endl; } void sayHello() { std::cout << "Hello from MyClass!" << std::endl; } }; int main() { // 创建一个管理 MyClass 对象的 unique_ptr std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass()); ptr->sayHello(); // 使用箭头运算符访问成员函数 // 转移所有权给另一个 unique_ptr std::unique_ptr<MyClass> otherPtr(std::move(ptr)); if (ptr == nullptr) { std::cout << "ptr is empty!" << std::endl; // 输出指针为空 } otherPtr->sayHello(); // 在新的 unique_ptr 中访问被管理对象 return 0; }
std::weak_ptr<T>（弱指针 为什么说比较弱呢 因为他不像shared_ptr 那样 通过引用计数）
主要解决shared_ptr那样的循环引用问题
shared_ptr循环引用问题是指
循环引用问题是指在使用 std::shared_ptr 管理对象时，如果存在相互引用的情况，可能导致对象无法正常销毁，从而造成内存泄漏。
循环引用通常发生在两个或多个对象之间互相持有对方的 shared_ptr。当这些对象的引用计数都不为零时，它们将永远无法被析构，从而导致资源泄漏。
循环引用（强引用代码实例）:
#include <memory> #include<iostream> class A; class B; class A { public: std::shared_ptr<B> bPtr; }; class B { public: std::shared_ptr<A> aPtr; }; int main() { std::shared_ptr<A> aPtr = std::make_shared<A>(); std::shared_ptr<B> bPtr = std::make_shared<B>(); // 创建循环引用 aPtr->bPtr = bPtr; bPtr->aPtr = aPtr; return 0; }
智能指针弱引用解决问题：
#include <iostream> #include <memory> class MyClass; // 定义一个使用 weak_ptr 的类 class MyOtherClass { public: std::weak_ptr<MyClass> myPtr; // 使用 weak_ptr void doSomething() { if (auto ptr = myPtr.lock()) { // 使用 lock() 获取 shared_ptr std::cout << "Doing something with MyClass object!" << std::endl; } else { std::cout << "MyClass object has been destroyed!" << std::endl; } } }; class MyClass { public: std::shared_ptr<MyOtherClass> otherPtr; // 使用 shared_ptr ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructor" << std::endl; } }; int main() { auto obj1 = std::make_shared<MyClass>(); auto obj2 = std::make_shared<MyOtherClass>(); obj1->otherPtr = obj2; // 将 shared_ptr 赋值给成员变量 obj2->myPtr = obj1; // 将 weak_ptr 赋值给成员变量 obj2->doSomething(); // 此时 MyClass 对象还存在 obj1.reset(); // 释放对 MyClass 对象的所有权 obj2->doSomething(); // MyClass 对象已被销毁 return 0; }
此代码避免了强指针占有权的问题 能够安全的释放内存和相对应的指针
C++ 11新增的主要的就这几个指针 C++20出了新的智能指针 这几个智能指针已经够用在开发和创作企业级项目当中了
总结：我们在使用智能指针的时候 要注意强引用问题std::weak_ptr和std::shared_ptr通常都是成对的出现和使用 我们需要考虑所有权的时候 使用std::unique_ptr指针 如果是要节约空间并且不考虑所有权的问题 推荐std::weak_ptr和std::shared_ptr配套使用
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