智慧型指標總結

unique_ptr

weak_ptr

智慧型指標與常規指標的區別

智慧型指標的選擇

智慧型指標並非c++11的原創，boost庫很早就提供了share_ptr和weak_ptr，c++11在此基礎上增加了unique_ptr,從而形成了我們現在所說的智慧型指標。

智慧型指標主要用於管理動態記憶體，當智慧型指標過期時，這些記憶體將自動釋放；智慧型指標也是模板，當我們建立智慧型指標時，需要提供其所指向的型別；

可以從 auto_ptr 的建構函式來了解一下智慧型指標的基本構成：

template
<
class
x>
class
atuo_ptr

從上面可以看出，智慧型指標中儲存了乙個指標成員，在建構函式中傳入賦值；目前 auto_ptr 已經被棄用，主要原因在於：當 auto_ptr 進行賦值時，將會進行所有權轉讓，但是失去所有權的指標將不再指向有效資料，如果此時還要使用該指標就會出現問題；

shared _ptr 允許多個指標指向同乙個物件；其基本原理是：使用引用計數，賦值時，計數將加 1，指標過期時，計數將減 1，當最後乙個指標過期時，才呼叫指標成員的析構函式進行析構；

指向相同資源的所有 shared _ptr 共享「引用計數管理區域」，並採用原子操作保證該區域中的引用計數被互斥的訪問，該「引用計數管理區域」由其基類指標指向它，當我們進行 shared _ptr 的拷貝時，我們可以認為該基類指標使用的是一種淺拷貝，也就是無論拷貝多少次，「引用計數管理區域」都不會被重新建立，而是引用計數增 use _count _增 1，反之 use _count _減 1；(參考鏈結)

shared_ptr的建構函式將使引用計數加1，析構函式使引用計數減1，這個不必再贅述，但我們需要注意拷貝建構函式與賦值運算子對引用計數帶來的不同，考慮下面**將會帶來什麼效果；

shared_ptrp(
newt()
);shared_ptrq(
newt()
);p = q;
//#3
shared_ptr
p1(p)
;//#4

拷貝建構函式(#4)將會增加 p 所指向物件的引用計數；賦值運算子（#3）可以視作 q 所指向的物件對 p 所指向的物件進行了覆蓋，所以此操作會遞減 p 所指向物件的引用計數，而會遞增 q 的引用計數；

shared_ptr的引用計數本身是安全且無鎖的，乙個shared_ptr可以被多個執行緒安全讀取，但是如果有寫操作則需要加鎖，否則可能會有race condition 發生，建議使用原子操作：std::atomic_…std::shared_ptr；

shared_ptr構造時需要顯式的呼叫new，但是shared_ptr也提供了乙個消除了顯式呼叫new的函式，就是make_shared(),我們可以像下面這樣使用：

shared_ptr sp = make_shared
("make_shared"
);

make_shared()函式最多可以接收10個引數，然後將它們傳遞給型別t，make_shared()的建立比直接使用建構函式要更快，因為它內部只分配一次記憶體，消除了shared_ptr構造時的開銷；

我們當然可以這樣使用shared_ptr和容器：shared_ptr;但是更多的我們是希望智慧型指標作為容器元素，在這一點上，shared_ptr能夠和標準容器完美配合，因為標準容器要求元素可賦值、可複製，如果要排序，還要可比較，而shared_ptr確實符號上述需求。此外還有乙個便利就是：我們不需要寫額外的大量**來保證指標最終被正確刪除，如果使用普通指標存放在容器中這是需要的，但是shared_ptr省略了這一步，並不需要擔心資源洩露。示例如下：

#include
#include
#include
#include
#include
using
namespace std;
intmain
(int argc,
char
*ar**)
cout << endl;
shared_ptr<
int> p = v[9]
;*p =
100;
cout <<
*v[9
]<< endl;
return0;
}

智慧型指標和工廠模式簡直就是絕配，不再返回乙個原始指標，而是乙個被shared_ptr包裝的智慧型指標，可以很好的保護系統資源，更好地控制對介面地呼叫，這也是《efective c++》中強力推薦地使用方式之一。

class
socket_t(.
..);
socket_t*
open_socket()
void
close_socket
(socket_t* s)
socket_t* s =
open_socket()
;shared_ptr
p(s,close_socket)
;//傳入刪除器

在同一時刻只能有乙個 unique_ptr 指向給定物件，當我們進行賦值時會進行所有權讓，所以 unique_ptr 和 auto_ptr 比較類似，但是如果只是如此，那麼將無法避免 auto_ptr 的缺陷，所以 unique_ptr 對此進行了修正：當程式試圖將乙個 unique_ptr 賦給另乙個時，如果源 unique_ptr 是個臨時右值，編譯器允許這樣做，但是如果 unique_ptr 將存在一段時間，編譯器將禁止這麼做；

unique_ptrp3(
newstring
("auto"))
;unique_ptr p4;
p4 = p3;
//#6

編譯器會認為#6 非法，避免了 p3 不再指向有效資料的問題；

unique_ptr
demo
(const
char
* s)
unique_ptr ps;
ps =
demo
("uniquely special"
);

上述操作允許，因為 ps 接管了所有權，而原有 unique_ptr 物件被銷毀了；

weak_ptr 是一種弱引用，指向 shared_ptr 所管理的物件；將乙個 weak_ptr 繫結到乙個 share_ptr 不會改變 shared_ptr 的引用計數，一旦最後乙個指向物件的 share_ptr 被銷毀，物件就會被釋放，即使有 weak_ptr 指向物件，物件還是會被釋放，因此它是一種弱共享；

我們可以像下面這樣使用 weak_ptr：

#include
using
namespace std;
intmain()
if(shared_ptr<
int> p3 = p2.
lock()
)return0;
}

需要注意的是：我們不能使用 weak_ptr 直接訪問物件，因為 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;

同時由於 weak_ptr 所指向的物件有可能不存在，因此上述**使用了 lock，該函式的作用是：如果weak_ptr所指向的shared_ptr物件已經析構，那麼lock返回空，否則返回乙個shared_ptr物件，該物件會導致weak_ptr所指向的shared_ptr引用計數+1;

那麼 weak_ptr 到底有什麼用呢？從上面我們可以看出，使用 weak_ptr 是通過間接呼叫 share_ptr,那麼為什麼不直接使用 share_ptr 就好了呢？

weak_ptr 是為了解決 shared_ptr 存在的環形引用問題；

class
parent
class
child
shared_ptrpa(
new parent)
;shared_ptrpb(
new child)
;pa-
>child = pb;
pb->parent = pa;

上述**將會存在這樣乙個困境：兩個物件各自包含指向彼此的 shared_ptr 成員，形成環狀引用，引用計數永遠為 1，不能銷毀，造成記憶體洩漏；

如果我們將上述**中的類成員的 shared_ptr 使用 weak_ptr 代替，即如下所示：

class
parent
class
child
shared_ptrpa(
new parent)
;shared_ptrpb(
new child)
;pa-
>child = pb;
pb->parent = pa;

那麼根據 weak_ptr 的特性，其不會增加 shared_ptr 的引用計數，從而打破了 shared_ptr 的環狀引用問題；

智慧型指標和常規指標確實很類似，但是還是存在一定區別，例如：

shared_ptr p =
newstring()
;

上述賦值並不能成立，因為 p 是智慧型指標，而非指標，智慧型指標中包含指標成員，只能通過其建構函式來初始化，當沒有初始化時，該指標指向空；

智慧型指標總結

智慧型指標總結

智慧型指標總結

智慧型指標總結

相關推薦