2016-03-14

智能指针

当类中有指针成员时，一般有两种方式来管理指针成员：一是采用值型的方式管理，每个类对象都保留一份指针指向的对象的拷贝；另一种更优雅的方式是使用智能指针，从而实现指针指向的对象的共享。智能指针(smart pointer)的一种通用实现技术是使用引用计数(reference count)。智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数跟踪该类有多少个对象的指针指向同一对象。智能指针都位于头文件memory中，智能指针是非线程安全的。

shared_ptr

shared_ptr使用引用计数来实现，既能共享也能拥有。通常的deletr作是调用delete，你也可以实现自己的deleter操作，比如你有一个用new[]开辟的内存，则需要自己定义deleter来调用delete[]。如：

std::shared_ptr<int> p(new int[10], 
                        [](int *p){ 
                            delete[] p; 
                        });
//也可以使用std::default_delete<int[]>()
std::shared_ptr<int> p(new int[10], std::default_delete<int[]>());

shared_ptr常用函数

shared_ptr<T> p(q) //必须直接初始化，不能隐式
shared_ptr<T> p(u)
shared_ptr<T> p(q, d)
shared_ptr<T> p(p, d)
p.reset()
p.reset(q)
p.reset(q, d)
p.unique()
p.use_count()
p.get() //得到原始指针

//工厂函数
make_shared<T>(args)产生一个T类型的智能指针

shared_ptr的应用

/*
应用于工厂模式下，工厂模式一般要返回一个指针，但用户可能忘记delete，因此可以用shared_ptr
*/
class Foo
{

};

shared_ptr<Foo> create_foo()
{
    return make_shared<Foo>();
}

注意问题

int* p = new int;
shared_ptr<int> sp1(p);
shared_ptr<int> sp2(p);
/*
上述做法是错误的，这样两个shared_ptr关联到了同一块内存，最终将会产生两次delete操作。最好的办法就是在创建时初始化。
*/

weak_ptr

weak_ptr是shared_ptr辅助类，主要解决一下两个问题：
1.循环引用，如果两个对象用shared_ptr循环引用，那么use_count将永远是1，无法清除内存；
2.当你想要共享一个对象，但不想拥有的时候，仅仅只是为了看看这个对象存不存在。
weak_ptr并不增加引用计数，当对象最后一个shared_ptr与之失去关联的时候，weak_ptr自动变为空。

1
2
3

wp.expired() //若无任何shared_ptr引用，则返回true
wp.lock() //产生一个相应的shared_ptr
wp.use_count //返回相应引用计数

unique_ptr

unique_ptr独占对象，这是与shared_ptr不同之处，没有共享这个特性，因此其没有拷贝赋值等相关操作，另外一个与其不同地方在于对于数组的创建，和shared_ptr不同，unique_ptr不需要自己定义删除器。在传递T的位置换成T[]就行。下面是其部分代码：

namespace std
{
    template <typename T, typename D = default_delete<T>>
    class unique_ptr
    {
    public:
        T& operator*() const;
        T& operator->() const;
    };
    
    template <typename T, typename D>
    class unique_ptr<T[], D>
    {
    public:
        T& operator[](size_t i) const;
    };
}
/*
可以看出处理数组是一个部分特例化的类，并且该类重载了[]操作符
*/

小白程序员的note

智能指针

shared_ptr

weak_ptr

unique_ptr

留言