自C++11起,C++标准库提供了两大类型的智能指针
一 shared_ptr
操作引用计数实现共享式拥有的概念。多个智能指针可以指向相同的对象,这个对象和其相关资源会在最后一个被销毁时释放。
class A {
public:
~A() {
cout << "释放A" << endl;
}
};
void test() {
//自动释放 引用计数为1
shared_ptr<A> a(new A());
//退出方法 shared_ptr a本身释放,对内部的 A 对象引用计数减1 则为0 释放new 出来的A 对象
}
虽然使用shared_ptr能够非常方便的为我们自动释放对象,但是还是会出现一些问题。最典型的就是循环引用问题。
class B;
class A {
public:
~A() {
cout << "释放A" << endl;
}
shared_ptr<B> b;
};
class B {
public:
~B() {
cout << "释放B" << endl;
}
shared_ptr<A> a;
};
void test() {
//自动释放
shared_ptr<A> a(new A()); //A引用计数为1
shared_ptr<B> b(new B()); //B引用计数为1
cout << a.use_count() << endl; //查看内部对象引用计数
a->b = b; //A 引用计数为2
b->a = a; //B 引用计数为2
//退出方法,a释放,A引用计数-1结果为1 不会释放 B也一样
}
weak_ptr
weak_ptr是为配合shared_ptr而引入的一种智能指针。主要用于观测资源的引用情况。
它的构造和析构不会引起引用记数的增加或减少。没有重载*和->但可以使用lock获得一个可用的shared_ptr对象。
配合shared_ptr解决循环引用问题
class B;
class A {
public:
~A() {
cout << "释放A" << endl;
}
weak_ptr<B> b;
};
class B {
public:
~B() {
cout << "释放B" << endl;
}
weak_ptr<A> a;
};
void test() {
//自动释放
shared_ptr<A> a(new A()); //A引用计数为1
shared_ptr<B> b(new B()); //B引用计数为1
a->b = b; //weak_ptr 引用计数不增加
b->a = a; //weak_ptr 引用计数不增加
//退出方法,A B释放
}
weak_ptr 提供expired 方法等价于 use_count == 0,当expired为true时,lock返回一个存储空指针的shared_ptr
二 unique_ptr
实现独占式引用,保证同一时间只有一个智能指针指向内部对象。
unique_ptr<A> a(new A());
auto_ptr已经不推荐使用
三 自定义智能指针
template <typename T>
class Ptr {
public:
Ptr() {
count = new int(1);
t = 0;
}
Ptr(T *t):t(t) {
//引用计数为1
count = new int(1);
}
~Ptr() {
//引用计数-1 为0表示可以释放T了
if (--(*count) == 0)
{
if (t) {
delete t;
}
delete count;
t = 0;
count = 0;
}
}
//拷贝构造函数
Ptr(const Ptr<T> &p) {
//引用计数+1
++(*p.count);
t = p.t;
count = p.count;
}
Ptr<T>& operator=(const Ptr<T>& p) {
++(*p.count);
//检查老的数据是否需要删除
if (--(*count) == 0) {
if (t) {
delete t;
}
delete count;
}
t = p.t;
count = p.count;
return *this;
}
//重载-> 操作T 类
T* operator->() { return t; }
private:
T *t;
int *count;
};
重载=为什么返回引用,而不是对象?
return *this后马上就调用拷贝构造函数,将*this拷贝给一个匿名临时对象,然后在把临时对象拷贝给外部的左值(a=b,a为左值),再释放临时对象。这样首先会造成不必要的开销。
同时如果没有自定义的拷贝函数,则会使用默认的浅拷贝。如果类中存在指向堆空间的成员指针,需要进行深拷贝(重新申请内存),避免相同内存地址被其他地方释放导致的问题。
如果此处返回对象不会导致出现问题:
引用类型(Test1&) 没有复制对象 返回的是 t 对象本身 t会被释放 所以会出现问题(数据释放不彻底就不一定)
这里的t作用域是函数内我们自己创建的一个临时对象,因此会被释放,而在此处返回 *this,作用范围和t不一样。其次,在类中定义了拷贝函数,虽然未进行深拷贝,但小心的维护了堆内存指针(t、count),不会出现堆内存释放导致的悬空指针情况。