C++智能指针shared-ptr讲解与使用.pdf
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
C++智能指针shared_ptr讲解与使⽤ ⼿动管理的弊端 在简单的程序中,我们不⼤可能忘记释放 new 出来的指针,但是随着程序规模的增⼤,我们忘了 delete 的概率也随之增⼤。在 C++ 中 new 出来的指针,赋值意味着引⽤的传递,当赋值运算符同时展现出"值拷贝"和"引⽤传递"两种截然不同的语义时,就很容易导致"内 存泄漏"。 ⼿动管理内存带来的更严重的问题是,内存究竟要由谁来分配和释放呢?指针的赋值将同⼀对象的引⽤散播到程序各处,但是该对象的释放 却只能发⽣⼀次。当在代码中⽤完了⼀个资源指针,该不该释放 delete 掉它?这个资源极有可能同时被多个对象拥有着,⽽这些对象中的 任何⼀个都有可能在之后使⽤该资源,其余指向这个对象的指针就变成了"野指针";那如果不 delete 呢?也许你就是这个资源指针的唯 ⼀使⽤者,如果你⽤完不 delete,内存就泄漏了。 资源的拥有者是系统,当我们需要时便向系统申请资源,当我们不需要时就让系统⾃⼰收回去(Garbage Collection)。当我们⾃⼰处理的时 候,就容易出现各种各样的问题。 C++中的智能指针 ⾃C++11起,C++标准提供两⼤类型的智能指针: 1. Class shared_ptr实现共享式拥有(shared ownership)概念。多个智能指针可以指向相同对象,该对象和其相关资源会在"最后⼀个引 ⽤(reference)被销毁"时候释放。为了在结构复杂的情境中执⾏上述⼯作,标准库提供了weak_ptr、bad_weak_ptr和 enable_shared_from_this等辅助类。 2. Class unique_ptr实现独占式拥有(exclusive ownership)或严格拥有(strict ownership)概念,保证同⼀时间内只有⼀个智能指针 可以指向该对象。它对于避免资源泄露(resourece leak)——例如"以new创建对象后因为发⽣异常⽽忘记调⽤delete"——特别有⽤。 注:C++98中的Class auto_ptr在C++11中已不再建议使⽤。 share_ptr 智能指针是(⼏乎总是)模板类,shared_ptr 同样是模板类,所以在创建 shared_ptr 时需要指定其指向的类型。shared_ptr 负责在不使 ⽤实例时释放由它管理的对象,同时它可以⾃由的共享它指向的对象。 shared_ptr 使⽤经典的 "引⽤计数" 的⽅法来管理对象资源。引⽤计数指的是,所有管理同⼀个裸指针( raw pointer )的 shared_ptr,都共享⼀个引⽤计数器,每当⼀个 shared_ptr 被赋值(或拷贝构造)给其它 shared_ptr 时,这个共享的引⽤计数器就加 1,当⼀个 shared_ptr 析构或者被⽤于管理其它裸指针时,这个引⽤计数器就减1,如果此时发现引⽤计数器为0,那么说明它是管理这个 指针的最后⼀个 shared_ptr 了,于是我们释放指针指向的资源。 在底层实现中,这个引⽤计数器保存在某个内部类型⾥(这个类型中还包含了 deleter,它控制了指针的释放策略,默认情况下就是普通的 delete操作),⽽这个内部类型对象在 shared_ptr 第⼀次构造时以指针的形式保存在 shared_ptr 中(所以⼀个智能指针的析构会影响到 其他指向同⼀位置的智能指针)。shared_ptr 重载了赋值运算符,在赋值和拷贝构造另⼀个 shared_ptr 时,这个指针被另⼀个 shared_ptr 共享。在引⽤计数归零时,这个内部类型指针与 shared_ptr 管理的资源⼀起被释放。此外,为了保证线程安全性,引⽤计数 器的加1,减1操作都是 原⼦操作,它保证 shared_ptr 由多个线程共享时不会爆掉。 对于 shared_ptr 在拷贝和赋值时的⾏为,《C++Primer第五版》中有详细的描述: 每个 shared_ptr 都有⼀个关联的计数值,通常称为引⽤计数。⽆论何时我们拷贝⼀个 shared_ptr,计数器都会递增。 例如,当⽤⼀个 shared_ptr 初始化另⼀个 shred_ptr,或将它当做参数传递给⼀个函数以及作为函数的返回值时,它所关联的计数 器就会递增。当我们给 shared_ptr 赋予⼀个新值或是 shared_ptr 被销毁(例如⼀个局部的 shared_ptr 离开其作⽤域)时,计数 器就会递减。⼀旦⼀个 shared_ptr 的计数器变为0,它就会⾃动释放⾃⼰所管理的对象。 下⾯看⼀个常见⽤法,包括: 1. 创建 shared_ptr 实例 2. 访问所指对象 3. 拷贝和赋值操作 4. 检查引⽤计数。 #include <iostream> #include
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