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c++效率较高的一个原因是我们可以自己定制策略手动申请和释放内存,当然,也伴随着开发效率降低和内存泄漏的风险。为了减少手动管理内存带来的困扰,c++提出了智能指针,可以帮助我们进行内存管理,有三种:
std::unique_ptr 是一种独占所有权的智能指针,它不允许多个指针指向同一个对象。 std::unique_ptr 是一种轻量级的智能指针,不需要额外的开销,因此在你不需要共享所有权的情况下,应优先使用 std::unique_ptr .
std::shared_ptr 是一种可以共享所有权的智能指针。多个 std::shared_ptr 可以指向同一个对象,该对象只有在最后一个指向它的 std::shared_ptr 被销毁时才会被删除。 std::shared_ptr 使用引用计数来跟踪有多少个智能指针指向同一个对象.
std::weak_ptr 是一种弱引用智能指针,它可以指向 std::shared_ptr 所管理的对象,但它不会增加该对象的引用计数。这对于解决 std::shared_ptr 的循环引用问题很有用.
智能指针的类型决定了何时销毁和释放内存。当智能指针的生命周期结束时,它会自动清理其所有权的内存。这就避免了内存泄漏,使代码更安全、更健壮。 但是智能指针的使用,也要注意一些问题:
std::weak_ptr
弱指针 智能指针是一个对象,实现是非入侵式的。关于他们的大概的原理:
std::unique_ptr
它包含一个原生指针,并在其析构函数中删除这个指针。 std::unique_ptr
还重载了 ->
和 *
运算符,所以可以像使用原生指针一样使用 std::unique_ptr
std::shared_ptr
的实现则相对复杂一些。除了存储原生指针, std::shared_ptr
还需要存储一个引用计数。每次创建一个新的 std::shared_ptr
或者调用 std::shared_ptr
的拷贝构造函数或赋值运算符时,引用计数就会增加。每次销毁一个 std::shared_ptr
时,引用计数就会减少。只有当引用计数降到0时,才会删除原生指针。类似的还要处理若引用。此外,引用计数还要保证线程安全。 参考测试项目代码 ModernCppTest/modrenc_smart_pointer.cpp 主要包含:
#include "ModernCppTestHeader.h"
#include <memory>
#define LOG_UNIQUE_PTR_VALID(ptr) if(ptr) LOG(#ptr << " unique_ptr valid"); else LOG(#ptr << " unique_ptr invalid")
#define LOG_WEAK_PTR_IF_VALID(ptr, exp) if(auto tp = p2.lock()) exp else LOG(#ptr << " weak_ptr invalid")
namespace n_smart_pointer {
class Obj {
public:
Obj(int ID) : ID(ID) { LOG("Obj addr " << this << " ID " << ID << " Create"); }
~Obj() { LOG("Obj addr " << this << " ID " << ID << " Release"); }
int ID;
};
class Item {};
}
using LocaObj = n_smart_pointer::Obj;
void smart_pointer_test()
{
LOG_FUNC();
LOG_TAG("std::shared_ptr 共享指针");
{
{
std::shared_ptr<LocaObj> p1 = std::make_shared<LocaObj>(1);
{
std::shared_ptr<LocaObj> p2 = p1;
LOG_VAR_DESC(p1->ID, " p1->ID");
LOG_VAR_DESC(p2->ID, " p2->ID");
LOG("p2 离开作用域");
}
LOG("p1 离开作用域");
}
}
LOG_TAG("std::shared_ptr 共享指针的声明方式");
{
std::shared_ptr<LocaObj> p1(new LocaObj(1));
std::shared_ptr<LocaObj> p2 = std::make_shared<LocaObj>(2);
std::shared_ptr<LocaObj> p3(p2);
}
LOG_TAG("std::unique_ptr 唯一指针");
{
{
std::unique_ptr<LocaObj> p1;
{
std::unique_ptr<LocaObj> p2 = std::make_unique<LocaObj>(1);
LOG_VAR_DESC(p2->ID, " p2->ID");
LOG("唯一指针转移控制权使用=运算符报错,须使用std::move()");
// std::unique_ptr<LocaObj> p1 = p2;
p1 = std::move(p2);
LOG_VAR_DESC(p1->ID, " p1->ID");
LOG("测试被std::move的p2是否还有效,可以看到 无效");
LOG_UNIQUE_PTR_VALID(p2);
LOG("p2 离开作用域, ID为1的Obj没有析构");
}
LOG("p1 离开作用域, ID为1的Obj析构");
}
}
LOG_TAG("std::unique_ptr 唯一指针的声明方式");
{
std::unique_ptr<LocaObj> p1(new LocaObj(1));
std::unique_ptr<LocaObj> p2 = std::make_unique<LocaObj>(2);
std::unique_ptr<LocaObj> p3(std::move(p2));
}
LOG_TAG("std::weak_ptr 弱指针");
{
std::shared_ptr<LocaObj> p1 = std::make_shared<LocaObj>(1);
std::weak_ptr<LocaObj> p2 = p1;
LOG_VAR_DESC(p1->ID, " p1->ID");
LOG_WEAK_PTR_IF_VALID(p2, LOG_VAR_DESC(tp->ID, " p2->ID"););
LOG("p1 reset Obj对象被释放");
p1.reset();
LOG("p2 弱指针失效");
LOG_WEAK_PTR_IF_VALID(p2, LOG_VAR_DESC(tp->ID, " p2->ID"););
}
}
最后此篇关于现代C++(ModernC++)基本用法实践:五、智能指针的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于现代C++(ModernC++)基本用法实践:五、智能指针的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
我是一名优秀的程序员,十分优秀!