c++学习笔记—动态内存与智能指针浅析

我们的程序使用内存包含以下几种:

  1. 静态内存用来保存局部static对象、类static数据成员以及定义在任何函数之外的变量,在使用之前分配,在程序结束时销毁。
  2. 栈内存用来保存定义在函数内部的非static对象,仅在其定义的程序块运行时才存在。
  3. 堆内存用来存储动态分配的对象,即那些在程序运行时分配的对象,动态对象的生存周期由程序控制,当动态对象不再使用时,我们的代码必须显式的销毁他们。
 
在c++中,普通对象离开它的作用域之后,它的的析构函数会自动调用,从而销毁这个对象,释放它所占用的内存,不会发生内存泄露。为了更容易的使用动态内存,新的标准库提供了两种智能指针类型来管理动态对象。分别为shared_ptr允许多个指针指向同一个对象,unique_ptr独占所指向的对象。
 
一、shared_ptr类
1、创建智能指针
  1. shared_ptr<string> p1; //指向string
  2. shared_ptr<list<int>> p2;//指向int的list

解引用一个智能指针返回它指向的对象

2、基本用法
成员函数有:
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make_shared函数:
最安全的分配和使用动态内存的方法是调用make_shared标准库函数,此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它,返回指向此对象的shared_ptr,定义方式为:
 
  1. shared_ptr<vector <int>> vec = make_shared<vector <int>>();  //不传递任何参数,对象进行值初始化
  2. shared_ptr<int> p1 = make_shared<int>(1);      //指向一个1的int的shared_ptr
 
实现智能指针原理:
我们可以认为shared_ptr有一个关联的计数器,称为引用计数。无论何时我们拷贝一个shared_ptr,计数器都会递增,例如用一个shared_ptr初始化另一个shared_ptr,或将它作为参数传递给一个函数以及作为函数的返回值,它所关联的计数器都会递增,当我么给shared_ptr赋予一个新值或是shared_ptr被销毁时,计数器递减。一旦一个shared_ptr的计数器变为0时,它就会自动释放自己所管理的对象(通过析构函数)。shared_ptr还会自动释放相关联的内存。
 
二、unique_ptr类
某个时刻只能有一个unique_ptr指向一个给定对象,当unique_ptr被销毁时,它所指向的对象也被销毁。
1、创建unique_ptr指针
初始化必须采用直接初始化形式,并且不支持普通的拷贝和赋值操作
  1. unique_ptr<double> p1;   //指向double,初始化为一个空指针
  2. unique_ptr<int> p2(new int(1));   //p2指向一个值为1的int

2、基本用法

成员函数:
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普通指针与智能指针用法示例

 
  1. #include "stdafx.h"
  2. #include <vector>
  3. #include <iostream>
  4. #include <memory>
  5. using namespace std;
  6. vector<int> alloc_new()      //使用内置指针
  7. {
  8. vector<int> *vec = new vector<int>;
  9. return *vec;
  10. delete vec;
  11. }
  12. vector<int> alloc_shared()
  13. {
  14. shared_ptr<vector <int>> vec=make_shared<vector <int>>();    //使用智能指针
  15. return *vec;
  16. }
  17. vector<int> input(vector<int> &ve)
  18. {
  19. ve = alloc_new();
  20. int i;
  21. while (cin >> i)
  22. {
  23. ve.push_back(i);
  24. }
  25. return ve;
  26. }
  27. void print(vector<int> pvec)
  28. {
  29. pvec = input(pvec);
  30. for (auto it = pvec.begin(); it != pvec.end(); it++)
  31. cout << *it << endl;
  32. }
  33. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
  34. {
  35. vector<int> i;
  36. print(i);
  37. return 0;
  38. }
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