C 智慧型指標的問題

如何回答c++面試中關於智慧型指標的問題？

1、

什麼是智慧型指標？

2、

分析下常見的智慧型指標有哪些？ 3

、實現乙個智慧型指標唄？

（沒具體說寫哪個，建議預設寫：unique_ptr）

、答：智慧型指標(smart pointer)是儲存指向動態分配（堆）物件指標的類，用於生存期控制，能夠確保自動正確的銷毀動態分配的物件，防止記憶體洩露（利用自動呼叫類的析構函式來釋放記憶體）。它的一種通用實現技術是使用引用計數（除此之外還有資源獨佔，如(auto_ptr）,只引用，不計數（weak_ptr））。智慧型指標類將乙個計數器與類指向的物件相關聯，引用計數跟蹤該類有多少個物件共享同一指標。每次建立類的新物件時，初始化指標並將引用計數置為1；當物件作為另一物件的副本而建立時，拷貝建構函式拷貝指標並增加與之相應的引用計數；對乙個物件進行賦值時，賦值操作符減少左運算元所指物件的引用計數（如果引用計數為減至0，則刪除物件），並增加右運算元所指物件的引用計數；呼叫析構函式時，建構函式減少引用計數（如果引用計數減至0，則刪除基礎物件）。

、常見的智慧型指標以及解析：

auto_ptr

（1）它是c++標準庫提供的類模板，auto_ptr物件通過初始化指向由new建立的動態記憶體，它是這塊記憶體的擁有者，一塊記憶體不能同時被分給兩個擁有者（資源獨佔）。當auto_ptr物件生命週期結束時，其析構函式會將auto_ptr物件擁有的動態記憶體自動釋放。

（2）auto_ptr不能指向陣列，因為auto_ptr在析構的時候只是呼叫delete,而陣列應該要呼叫delete。（但uniquearray管理的是一段連續的空間，它也是防拷貝的，功能類似於vector。）

（3）auto_ptr不能作為容器物件，因為它不支援拷貝構造與賦值（出錯了也不容易發現），stl容器中的元素經常要支援拷貝，賦值等操作，在這過程中auto_ptr會傳遞所有權，那麼就會出錯。

unique_ptr

它是（ c++

11引入的，前身是scoped_ptr，scoped_ptr是boost庫里的），也不支援拷貝構造和賦值，但比auto_ptr好，直接賦值會編譯出錯（與auto_ptr最大的不同就是類內私有的宣告了拷貝建構函式和賦值運算子過載，是針對auto_ptr的缺點而出現的）。

shared_ptr

c++11或boost的shared_ptr，基於引用計數的智慧型指標。可隨意賦值，直到記憶體的引用計數為0的時候這個記憶體會被釋放。環狀的鏈式結構可能會形成記憶體洩露（迴圈引用）

迴圈引用問題

（常問到哦）

為了解決類似這樣的問題，c++11引入了weak_ptr，來打破這種迴圈引用。

weak_ptr

c++11或boost的weak_ptr，弱引用。引用計數有乙個問題就是互相引用形成環，這樣兩個指標指向的記憶體都無法釋放。需要手動打破迴圈引用或使用weak_ptr。顧名思義，weak_ptr是乙個弱引用，它是為了配合shared_ptr而引入的一種智慧型指標，它指向乙個由shared_ptr管理的物件而不影響所指物件的生命週期，也就是說，它只引用，不計數。如果一塊記憶體被shared_ptr和weak_ptr同時引用，當所有shared_ptr析構了之後，不管還有沒有weak_ptr引用該記憶體，記憶體也會被釋放。所以weak_ptr不保證它指向的記憶體一定是有效的，在使用之前需要檢查weak_ptr是否為空指標。

weak_ptr並沒有過載operator->和operator *操作符，因此不可直接通過weak_ptr使用物件，典型的用法是呼叫其lock函式來獲得shared_ptr示例，進而訪問原始物件。

auto_ptr

的實現template

class

autoptr

//採用資源的轉移方法管理記憶體，在它的拷貝構造和賦值運算子引起會出現問題

autoptr(autoptr

&ap)

:ptr(ap.ptr)

autoptr

&operator=(autoptr

&ap)

ptr= ap.ptr;

ap.ptr= null;

}return*this;

}t* operator*()

t* operator->()

voidget_ptr()

~autoptr()

}private:

t*ptr;

};voidfuntest()

//ap3

的ptr

指向的空間，所以沒法向

ap3賦值

int main()

unique_ptr

的實現template

class

unique_ptr

//前身是

scoped_pt

，實現粗暴

—>

禁止轉移

-->

獨佔資源（只允許乙個指標管理資源） //

（禁止調拷貝構造和賦值運算子）

,它只能管理單個物件

t* operator*()

t* operator->()

voidget_ptr()

~unique_ptr ()

}private:

unique_ptr (unique_ptr

&ap);//

禁止拷貝構造

unique_ptr

&operator=(unique_ptr

&ap1);//

禁止賦值

t*ptr;

};//

為什麼unique_ptr

防拷貝的實現必須是私有的宣告？ 1

、只給共有的宣告，不給定義。（使用者可以在類外重新給出定義） 2

、只給私有的定義（但是類內可以調拷貝構造和賦值運算子）

所以採用私有的宣告拷貝建構函式和賦值運算子過載函式實現

unique_ptr

的防拷貝

shared_ptr

的實現template

class

share_ptr }

share_ptr(const

share_ptr

&ps)

:_p(ps._p)

,_pcount(ps._pcount)

}t* operator*()

t* operator->()

voidget_ptr()

~share_ptr()

}private:

t* _p;

int*_pcount;

};voidfuntest()

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