C++智能指针

2024-02-04 21:09:16

智能指针VS传统指针

传统指针：
1.需要手动管理内存
2.容易发生内存泄漏(忘了释放、流程异常导致未释放)
3.释放后没有把变量置为nullptr,容易出现野指针

智能指针

auto_ptr(C++98标准)，已不推荐使用

Person *person = new Person(10);
auto_ptr<Person> p(person);
p->display();


auto_ptr<int[]> p1(new int[3]); //会报错，不能用于数组

auto_ptr的基本原理

简单来讲，就是包装了模板和原始指针，在SmartPointer 销毁的时候，将内部的指针销毁

template<typename T>class SmartPointer {
    private:
        T *m_pointer;
    public:
        SmartPointer(T *pointer):m_pointer(pointer){}
        ~SmartPointer(){
            if(m_pointer == nullptr) return;
            delete m_pointer;
            m_pointer = nullptr;
        }

        T *operator->() { //注意这个操作，是为了smartpoint可以调用包装的指针方法
            return m_pointer;
        }
};


int main(){

    {
        Person *person = new Person(10);
        SmartPointer<Person> p(person);
        p->display();
    }
    return 0;
}

shared_ptr

多个shared_ptr可以指向同一个对象，当最后一个shared_ptr在作用域范围内结束时，对象才会被自动释放，并且可以通过一个已经存在的智能指针初始化一个新的智能指针

 shared_ptr<Person> p(new Person(10));
 shared_ptr<Person> p1(p);

shared_ptr<Person[]> persons(new Person[5]{}); //针对数组的用法

shared_ptr 的原理

一个shared_ptr会对一个对象产生强引用（strong reference），每个对象都有个与之对应的强引用计数，记录着当前对象被多少个shared_ptr强引用着，可以通过shared_ptr的use_count函数获得强引用计数，当有一个新的shared_ptr指向对象时，对象的强引用计数就会+1，当有一个shared_ptr销毁时（比如作用域结束），对象的强引用计数就会-1，当一个对象的强引用计数为0时（没有任何shared_ptr指向对象时），对象就会自动销毁（析构）。

double free 产生的问题，除此之外，shared_ptr 也会产生循环引用问题，因为他是依靠引用计数来判断是否销毁的。

    Person *p = new Person();
    {
        shared_ptr<Person> p1(p);
    }

    {
        shared_ptr<Person> p2(p);
    }

weak_ptr

weak_ptr 的产生是为了解决shared_ptr 出现的循环引用问题，他会对一个对生产生弱引用，不会使引用计数+1。类似oc找那个__weak 解决block的循环引用问题

unique_ptr

unique_ptr也会对一个对象产生强引用，它可以确保同一时间只有1个指针指向对象, 当unique_ptr销毁时（作用域结束时），其指向的对象也就自动销毁了,可以使用std::move函数转移unique_ptr的所有权

unique_ptr<Person> p(new Person());//p强引用Person对象
unique_ptr<Person> p1 = std::move(p);//move后，p1，强引用这Person对象

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