1.为什么要用智能指针?
在使用指针的过程中最为忌讳的便是创建了一个指针,但是没有释放它,这就会造成内存泄露。
一个最为基本的想法便是确定一个管理指针的规则:谁创建的谁释放。
但这一规则并不完全合理,考虑如下情景:
一个游戏中有各种角色Hero,角色由一个HeroFactory来创建。
class Hero{};
class HeroFactory
{
public:
static Hero* MakeHero()
{
return new Hero();
}
};
HeroFactory并不负责管理Hero,它只是一个单纯的生成器,此时就没办法做到谁创建的谁释放了。
智能指针基于一个RAII的C++思想,即由类去管理资源,在局部对象析构时自动将资源释放。
class SmartPointer
{
int* a;
SmartPointer():a(new int(10)){}
~SmartPointer()
{
delete a;
}
};
2.C++中的智能指针
std::shared_ptr<int> sp;
std::unique_ptr<bool> up;
std::weak_ptr<int> wp(sp);
具体的使用参考这篇文章
https://zhuanlan.zhihu.com/p/150555165
3.智能指针与所有权
智能指针代表了一种对于指向对象的所有权的考虑。
shared_ptr 是一种所有权的共享,创建者将对象的所有权共享给其他使用者,在创建者销毁后,对象的所有权会因此被传递出去.
class Hero
{
public:
void Display()
{
std::cout<<"Hero"<<endl;
}
};
class HeroFactory
{
public:
static shared_ptr<Hero> CreateHero()
{
return make_shared<Hero>();
}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
std::shared_ptr<Hero> hero=HeroFactory::CreateHero();
std::shared_ptr<Hero> hero2(hero);
hero=nullptr;
hero2->Display();
}
weak_ptr很多时候被认为是用来解决shared_ptr带来的循环引用问题,其实weak_ptr不止如此,weak_ptr的本质可以看作是一个普通指针——只有对象的使用权,并不涉及到所有权。但是它能够涉及到对于对象的存在性判断,这也是普通指针导致内存泄漏最缺失的功能。
int main(int argc, char* argv[])
{
std::shared_ptr<Hero> hero=HeroFactory::CreateHero();
std::weak_ptr<Hero> hero2(hero);
hero=nullptr;
if(hero2.use_count()!=0)
{
cout<<"Hero Display"<<endl;
}
else
{
cout<<"Hero Null"<<endl;
}
}
因此如何使用shared_ptr和weak_ptr就在于当前是否需要管理相关对象的生命周期。
例如一个应用程序中创建了一个视窗,而另外有个渲染器需要一个视窗的引用
class Window
{
};
class Application
{
private:
shared_ptr<Window> m_MainWindow; // shared_ptr表示Application具有window的所有权
};
class Renderer
{
private:
weak_ptr<Window> m_MainWindow; //weak_ptr表示Renderer具有window的使用权,但是如果Application终止,window也会被销毁,此时Renderer就不能访问window了
public:
void SetMainWindow(shared_ptr<Window> window)
{
m_MainWindow=window;
}
};
unique_ptr与shared_ptr类似,不过它代表所有者持有对象全部的所有权,只有特殊情况下能将所有权转移(而不是分享)
4.总结
对于对象的创建者来说:
shared_ptr和unique_ptr代表创建者管理对象生命周期
不使用weak_ptr
对于对象之后的使用者来说:
shared_ptr代表对象生命周期的延续,使用者不在意创建者是否还存在
weak_ptr代表使用者在创建者销毁后便不在使用对象
unique_ptr代表使用者抢夺创建者所持有的对象
class Window
{
private:
int m_Width=1;
public:
int GetWidth()
{
if(!this) throw "Window Null";
return m_Width;
}
};
class Application
{
public:
unique_ptr<Window> m_MainWindow;
};
class Renderer
{
public:
unique_ptr<Window> m_MainWindow;
public:
void SetMainWindow(unique_ptr<Window>& window)
{
m_MainWindow=std::move(window);
}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
Application app;
app.m_MainWindow=make_unique<Window>();
Renderer render;
render.SetMainWindow(app.m_MainWindow);
cout<<render.m_MainWindow->GetWidth()<<endl;
try
{
cout<<app.m_MainWindow->GetWidth()<<endl;
}
catch (const char* msg)
{
cout<<msg<<endl;
}
}