智能指針介紹

當(dāng)我們在使用new動態(tài)分配內(nèi)存時，有時候會忘記將分配的內(nèi)存釋放，例如，一個常規(guī)指針p,當(dāng)p過期時p占據(jù)的內(nèi)存將被釋放，如果此前沒有調(diào)用delete釋放p指向的內(nèi)存，就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

如果指針p是一個對象的話，那么就能夠在p被刪除時，調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)去釋放p指向的內(nèi)存，從而簡化了動態(tài)內(nèi)存管理，這就是智能指針的思想。

使用智能指針

在頭文件memory中定義了智能指針模板類：auto_ptr,unique_ptr,shared_ptr。（auto_ptr在C++11中被摒棄）

shared_ptr有一個如下構(gòu)造函數(shù),接受一個指針作為參數(shù)：

template <class U> 
explicit shared_ptr (U* p)

因此可以將new獲得的地址，賦值給智能指針對象，來創(chuàng)建一個智能指針：

shared<string> p(new string);

此構(gòu)造函數(shù)為explicit所以不支持隱式轉(zhuǎn)換：

shared<string> p;
string* s = new string;
p = s //隱式轉(zhuǎn)換不支持，這是錯誤的

智能指針的操作與常規(guī)指針類似，使用(*p)，下面為智能指針使用演示程序：

class Person {
private:
    std::string name;
public:
    Person(const std::string& s):name(s){}
    ~Person() { std::cout << "Object delete" << std::endl; }
    void view()const { std::cout << "Name: " << name << std::endl; }
};

int main() {
    {
        std::shared_ptr<Person> ps(new Person("Tom"));
        ps->view(); 
    }
    {
        std::unique_ptr<Person> pu(new Person("Bob"));
        pu->view();
    }
}

result.png

當(dāng)智能指針過期時，調(diào)用了它的析構(gòu)函數(shù)，來釋放Person對象。

智能指針使用注意事項

現(xiàn)在考慮兩個智能指針指向同一塊內(nèi)存的情況，當(dāng)兩個指針都過期時，程序?qū)⑨尫磐粔K內(nèi)存兩次。

為解決這個問題shared_ptr采用以下措施：

跟蹤引用特定對象的智能指針數(shù)（引用計數(shù)）。僅當(dāng)最后一個指針過期時，才調(diào)用delete。

unique_ptr的解決方案：

建立所有權(quán)概念，對于特定的對象，只有一個智能指針可以擁有它，只有擁有對象的智能指針才可以釋放它。并且，賦值操作將轉(zhuǎn)讓所有權(quán)，轉(zhuǎn)讓所有權(quán)后指針不再指向有效數(shù)據(jù)。這個過程將會非常嚴(yán)格。

下面是unique_ptr處理此問題的兩個例子：

unique_ptr<string> p1(new string("unique"));    //#1
unique_ptr<string> p2;                          //#2
p2 = p1;                                        //#3  非法語句

對于上述例子，轉(zhuǎn)讓所有權(quán)后p1將不再指向有效數(shù)據(jù)，為了避免p1不再指向有效數(shù)據(jù)，對于語句#3編譯器將會認(rèn)為是非法的

假設(shè)又如下函數(shù)定義：

unique_ptr<string>  demo(){
    std::unique_ptr<string> p(new string("dome"));
    return p;
}
unique_ptr<string> p2;  
p2 = demo();

這時p2 = demo()將是合法的賦值操作，因為demo返回一個臨時對象，賦值完成后將被銷毀。