第12章 动态内存

  1. 静态内存:保存局部static对象,类static数据成员以及定义在任何函数之外的变量。
  2. 栈内存:用来保存定义在函数内的非static对象。
  3. 分配在静态或栈内存中的对象由编译器自动创建和销毁。对于栈对象,仅在其定义的程序块运行时才存在;static对象在使用之前分配,在程序结束时销毁。
  4. 动态内存:除了静态内存和栈内存,每个程序有自由空间(堆),用于存储动态分配的对象;自由空间中分配的对象直到显式释放或程序结束才被销毁。

12.1 动态内存与智能指针

  1. 智能指针:自动释放指向的对象及对象所占内存;shared_ptr可多个指向一个对象,unique_ptr独占所指对象;智能指针不支持指针算术运算。

12.1.1 shared_ptr类

  1. shared_ptr:每个shared_ptr都会记录有多少个其他的shared_ptr指向相同的对象,这个计数器被称为引用计数。
  2. 析构函数:每个类都有一个析构函数控制此类型的对象象销毁时做什么操作,一般用来释放对象分配的资源。
  3. 使用动态内存原因:
    1 程序不知道需要使用多少对象
    2 程序不知道所需对象的准确类型
    3 程序需要在多个对象间共享数据

12.1.2 直接管理内存

  1. 直接内存管理:new分配内存,delete释放;不能依赖类对象拷贝、赋值、销毁的默认定义;内置类型默认初始化为未定义,建议用圆括号直接初始化,也可以直接初始化或者列表初始化;只有当括号中仅有单一初始化器时才可以使用auto。
  2. 动态分配const对象:定义了默认构造函数的类类型,可以隐式初始化,而其他类型必须显示初始化。
  3. 空悬指针:指向一块曾经保存数据对象但现在无效的内存的指针;delete指针会变成空悬指针,此时建议用nullptr给它赋值。

12.1.3 shared_ptr 和 new 结合使用

  1. 初始化智能指针:不能进行内置指针到智能指针的隐式转换,必须使用直接初始化形式;智能指针默认使用delete释放,所以用于初始化智能指针的普通指针必须指向动态内存,管理的资源不是new分配的内存,则必须传入一个删除器替代delete。
  2. 混用智能指针和普通指针:shared_ptr绑定普通指针,不应再使用内置指针访问这块内存;使用get返回的指针的代码不能delete此指针,不要用get初始化或给另一个智能指针赋值。
  3. 修改shared_ptr共享对象:当改变底层对象时调用unique判断自己是否是仅有用户,如果不是则用reset制作新拷贝。使用reset来将一个新的指针富裕一个shared_ptr。

12.1.5 uinque_ptr

  1. nique_ptr:不支持普通的拷贝或赋值,但可拷贝或赋值一个即将销毁的unique_ptr,如函数返回值;调用release或reset将指针的所有权从一个非const的unique_ptr转移给另一个unique_ptr;调用reset()或用nullptr赋值可以释放对象,release只会切断管理关系。
  2. unique_ptr的删除器:管理方式与share_ptr不同,删除器会影响到类型及构造过程;重载删除器必须在尖括号里指明删除器类型,并在参数列表里指定一个可调用对象(删除器)

12.1.6 weak_ptr

  1. weak_ptr:是一种弱引用,指向shared_ptr的对象,但不改变引用计数;调用lock返回指向的shared_ptr对象,当对象计数器为0时返回空shared_ptr

12.2 动态数组

12.2.1 new和数组

  1. 分配动态数组:使用new T[]分配指定数量的内存,返回的是元素类型指针而不是数组;可用空括号或花括号对数组初始化,但不能在括号中出现初始化器,所以不能用auto;可分配0长度的数组,此时返回的指针类似尾后指针,不能进行解引用。
  2. 释放动态数组:delete []释放,空的方括号是必须的,否则会没有警告但行为异常。
  3. 动态数组的智能指针:unique_ptr管理new分配的数组,在尖括号里的对象类型后面跟一对空括号,不能使用点或箭头运算符,可使用下标运算符访问数组中的元素;shared_ptr不能直接管理动态数组,必须提供自己的删除器,并且只能通过get内置指针后进行指针算术运算来访问数组元素。

12.2.2 allocator类

  1. allocator类:allocate分配一定大小的原始未构造的内存;deallocate的参数必须是allocate返回的指针和allocate传入的大小;deallocate前调用destroy析构已创建的每个对象,allocate后调用cnostruct构造对象、或调用uninitialized_copy[_n]拷贝对象、或uninitialized_fill[_n]填充未初始化的内存
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