c++智能指针(一）

作者：Rem ㅤ | 发布时间：

1. 智能指针的作用

避免申请的内存空间（栈）忘记主动释放而造成内存泄漏；在函数结束时自动释放内存空间。

2. 智能指针的分类

  1. auto_ptr（c++98提出，c++11废弃）:采⽤所有权模式。

    auto_ptr<std::string> p1(new std::string("hello"));

  2. unique_ptr(替换auto_ptr):实现独占式拥有或严格拥有概念，保证同⼀时间内只有⼀个智能指针可以指向该对象。

    unique_ptr<std::string> p1(new std::string("hello"));

  3. shared_ptr(共享型，强引用): 实现共享式拥有概念，多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后⼀个引⽤被销 毁”时候释放。

    shared_ptr<std::string> p1(new std::string("hello"));

  4. weak_ptr(弱引用):⽤来解决 shared_ptr 相互引⽤时的死锁问题。

    shared_ptr<std::string> p1(new std::string("hello")); weak_ptr<std::string> p2 = p1;

3. auto_ptr

在使用new动态申请对象后，不会自动调用对象的析构函数，如果不手动使用delete释放空间就会造成内存泄漏，此时也可以选择使用智能指针。

#include <iostream>
#include <memory>


using namespace std;


class Test_1
{
public:
    Test_1() : data(0) { cout << "Test_1 constructor called" << endl; } // constructor for Test_1 class
    ~Test_1() { cout << "Test_1 destructor called" << endl; }           // destructor for Test_1 class


private:
    int data;
};


int main(int argc, char **argv)
{
    Test_1 *test_1 = new Test_1();
    system("pause");
    return 0;
}

 

结果：

20230409162930

析构函数没有执行。

使用智能指针auto_ptr：

#include <iostream>
#include <memory>


using namespace std;


class Test_2
{
public:
    Test_2() : data(0) { cout << "Test_2 constructor called" << endl; } // constructor for Test_2 class
    ~Test_2() { cout << "Test_2 destructor called" << endl; }           // destructor for Test_2 class


    int GetData() { return this->data; }


private:
    int data;
};


int main(int argc, char **argv)
{
    auto_ptr<Test_2> pTest_2(new Test_2);
    cout << pTest_2->GetData() << endl;
    cout << (*pTest_2).GetData() << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

 

调用Test_2中的GetData方法,结果：

20230409171131

直接在控制台是看不到析构函数的调用的，因为析构函数在变量生存期结束之后执行，在次程序中在main函数结束才会执行。

修改为在其他函数中调用:

#include <iostream>
#include <memory>


using namespace std;


class Test_2
{
public:
    Test_2() : data(0) { cout << "Test_2 constructor called" << endl; } // constructor for Test_2 class
    ~Test_2() { cout << "Test_2 destructor called" << endl; }           // destructor for Test_2 class


    int GetData() { return this->data; }


private:
    int data;
};


void Fun()
{
    auto_ptr<Test_2> pTest_2(new Test_2);
    cout << pTest_2->GetData() << endl;
    cout << (*pTest_2).GetData() << endl;
}
int main(int argc, char **argv)
{
    Fun();
    system("pause");
    return 0;
}

 

结果：

20230410204947

可以看到析构函数被调用。用同样的方法测试没有使用智能指针的情况依然没有调用析构函数，读者可以自行尝试。

auto_ptr被弃用的主要原因：复制或者赋值都会改变资源的所有权

#include <iostream>
#include <memory>


using namespace std;


class Test_2
{
public:
    Test_2() : data(0) { cout << "Test_2 constructor called" << endl; } // constructor for Test_2 class
    ~Test_2() { cout << "Test_2 destructor called" << endl; }           // destructor for Test_2 class


    int GetData() { return this->data; }


private:
    int data;
};


int main(int argc, char **argv)
{
    auto_ptr<Test_2> pTest2_1(new Test_2);
    auto_ptr<Test_2> pTest2_2(new Test_2);
    cout << "Test_2 object 1 address: " << pTest2_1.get() << endl; // prints "Test_2 object 1 address
    cout << "Test_2 object 2 address: " << pTest2_2.get() << endl; // prints "Test_2 object 2 address
    pTest2_1 = pTest2_2;
    cout << "Test_2 object 1 address: " << pTest2_1.get() << endl; // prints "Test_2 object 1 address
    cout << "Test_2 object 2 address: " << pTest2_2.get() << endl; // prints "Test_2 object 2 address
    system("pause");
    return 0;
}

 

结果：

20230409172908

在指针赋值之后pTest2_2变为NULL。

标签：c/c++