智能指针

1、智能指针的实现原理:

智能指针是一个类,且这个类是个模板类,为了适应不同基本类型的需求,它在构造函数中传入一个普通指针,将这个基本类型指针封装为类对象指针,并在析构函数中释放这个指针,删除该指针指向的内存空间。因为一般使用时,智能指针的类都是局部对象,所以当函数(或程序)自动结束时会自动被释放。

2、 常用的智能指针:

STL一共提供了四种智能指针:auto_ptr,unique_ptr,shared_ptr和weak_ptr。

所有的智能指针类都有一个explicit构造函数(阻止不应该允许的经过转换构造函数进行的隐式转换的发生,即不能在隐式转换中使用),因此不能直接将指针转换为只能指针对象,必须显式调用。

1)std::auto_ptr:属于独占内存的方式,当p1=p2;时,p2的内存使用权转移给p1(p1指向p2之前所指向的地址),p2成为空悬指针(指针地址为0),若之后使用p2,可以编译通过,但运行时会出现内存访问错误,不安全,会出现内存崩溃的问题。也因此不能被放入容器中(C++11已将其摒弃)

2)C++引入的unique_ptr,也属于独享内存所有权,但优于auto_ptr,拷贝构造函数和赋值函数只有声明没有定义,且为私有函数,不能使用。直接赋值会编译出错。需要赋值的时候用std::move。

3)shared_ptr(boost、C++11)属于共享内存,内部有引用计数机制(实现方式有两种,一种是辅助类,一种是句柄类),对一个内存对象进行引用计数,当删除其中一个指向该内存的指针时,引用计数减1,但并不会释放该内存对象,只有当该内存对象的引用计数减为0时,才会释放该块内存,避免了指针空悬、内存访问错误的情况。

4)weak_ptr(boost、C++11)为shared_ptr设计,弱引用。只对shared_ptr进行引用,但不改变其计数;所以,当被引用的shared_ptr失效后,相应的weak_ptr也会失效。weak_ptr 主要用在软件架构设计中,可以在基类(此处的基类并非抽象基类,而是指继承于抽象基类的虚基类)中定义一个 boost::weak_ptr,用于指向子类的boost::shared_ptr,这样基类仅仅观察自己的 boost::weak_ptr 是否为空就知道子类有没对自己赋值了,而不用影响子类 boost::shared_ptr 的引用计数,用以降低复杂度,更好的管理对象

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