C++拾遗--智能指针


前言

内存泄露是常见的问题，新标准中的智能指针从根本上解决了这个问题。所谓的智能指针，其智能性体现在：当没有对象使用某块动态分配的内存时，那就自动释放这片内存。

智能指针

下面这段程序可耗尽内存，导致程序崩溃。

#include <iostream>
#include <Windows.h>
using namespace std;

int main()
{
 while (1)
 {
  //每次动态分配80M内存
  double *p = new double[1024 * 1024 * 10];
  Sleep(2000);
 }
 return 0;
}

这就不运行了……

众所周知，动态分配的内存需要手动释放，每次分配80M，不用多久内存就会耗尽。

使用智能指针，就不会出现这种情况，如下

#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include <memory>
using namespace std;

int main()
{
 while (1)
 {
  //每次分配800M内存
  shared_ptr<double>p(new double[1024 * 1024 * 100]);
  Sleep(2000);
 }
 return 0;
}

运行后，观察内存使用情况，最多也只是在800M左右。

以上两例，粗略看出智能指针的安全性，不过这一切都建立在正确使用的前提下。下面来仔细探讨下标准库提供的智能指针的使用方法。

标准库中主要提供了两种智能指针：shared_ptr 和 unique_ptr。它们都是模板，主要区别是shared_ptr允许多个指针指向同一个对象，unique_ptr则独享一片内存。

共享操作
shared_ptr和unique_ptr都支持的操作

shared_ptr<T> p, unique_ptr<T> q 创建指向类型T的空智能指针
*p，解引用操作，获取它指向的对象，类型是T
p，将p当做条件判断，若p指向一个对象，则为true
p.get()，返回p指向对象的指针，类型是T*

shared_ptr
shared_ptr的独享操作

make_shared<T>(arg_list); 返回一个shared_ptr，指向一个动态分配的类型为T的对象，并且使用arg_list初始化对象。
shared_ptr<T>p(q); 把shared_ptr q拷贝赋值给p，此操作会增加q中的计数器
p = q; p的计数器减少，q的计数器增加
p.use_count(); 返回与p共享对象的智能指针数量
p.unique(); 若p.use_count()为1，返回true

代码演示

#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include <string>
#include <memory>
using namespace std;

int main()
{
 cout << "******shared_ptr演示***by David***" << endl;
 auto sp1 = make_shared<int>(12);
 auto i1 = sp1.get();
 cout << typeid(i1).name() << endl;    //int *
 cout << "*sp1 = " << *sp1 << endl;
 auto sp2 = make_shared<string>("zhangxiang");
 auto i2 = sp2.get();
 cout << typeid(i2).name() << endl;    //string *
 cout << "*sp2 = " << *sp2 << endl;
 auto i3 = *sp2;
 cout << typeid(i3).name() << endl;    //string
 auto sp3 = make_shared<string>("David");
 cout << "sp2.unique() = " << sp2.unique() << endl;
 cout << "sp2.use_count() = " << sp2.use_count() << endl;
 cout << "sp3.use_count() = " << sp2.use_count() << endl;
 sp2 = sp3;
 cout << "sp2.use_count() = " << sp2.use_count() << endl;
 cout << "sp3.use_count() = " << sp2.use_count() << endl;
 cin.get();
 return 0;
}

运行

unique_ptr
unique_ptr独享一片内存，所以不支持拷贝和构造(有例外)

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