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C++ ------ 智能指针

一、unique_ptr

在任何时刻,只能有一个指针管理内存。当指针超出作用域时,会自动释放内存,该类型指针不可拷贝(copy),但可移动(move)。

  • 创建方式:

        1)通过new来创建;2)通过std::make_unique创建(推荐)

  • unique_ptr实现了*和->:

        1)可以通过->调用成员函数;2)可以通过*返回管理对象的引用,从而直接访问对象

  • 辅助函数:

        1)unique_ptr可以通过get()获得指向被管理对象的指针

        2)reset替换被管理对象

        3)release释放被管理对象

        4)swap交换被管理对象

        5)operator bool()const检查是否有关联的被管理对象

提出一个疑问 ,为什么unique_ptr有删除器,而不是使用delete呢?

其实答案就在delete中,什么时候使用delete释放资源呢?当然是使用new构建的时候,但是当我们不使用new的时候,就不能使用delete,故unique_ptr有自己的删除器。

二、shared_ptr

实现共享所有权方式来管理资源对象,这意味没有一个特定的std::shared_ptr拥有资源对象。相反,这些指向同一个资源对象的std::shared_ptr相互协助来确保该资源对象在不需要的时候被析构

  • 创建方式:

        1)通过new来创建;2)通过std::make_shared创建

  • 特点:

        1)基于共享所有权模式:多个指针能够同时指向同一个资源

        2)基于共享所有权,使用引用计数控制块管理资源对象的生命期

        3)提供拷贝构造函数和赋值重载函数;提供移动构造和移动赋值函数

        4)为了实现单个对象和一组对象的管理,添加了删除器类型

        5)在容器保存shared_ptr对象是安全

        6)shared_ptr重载了operator->和operator*运算符,因此它可以像普通指针一样使用

  • 引用计数器的作用:

        1)当新的shared_ptr对象与资源对象的地址关联时,则在构造函数中,将于此资源对象关联的引用计数增加1

        2)当任何shared_ptr对象超出作用域时,则在其析构函数中,将与资源对象关联的引用计数减1。如果引用计数为0,则表示没有其他shared_ptr对象与此资源对象关联,在这种情况中,它使用deleter删除器删除该资源对象

  • 辅助函数:

        1)get返回指向被管理对象的指针,不要使用

        2)reset替换被管理对象

        3)shared_ptr不提供release释放被管理对象的所有权的函数

        4)swap交换被管理对象

        5)operator bool()const检查是否有关联的管理对象

        6)重载operator*,operator->,访问被管理对象

三、weak_ptr 

弱引用指针weak_ptr是用来监视shared_ptr的生命周期。weak_ptr没有重载操作符*和->,因为他不与shared_ptr共享指针,不能操作资源,主要是通过shared_ptr获得资源的监测权,它的构造不会增加引用计数,它的析构也不会减少引用计数,只能用来检测shared_ptr中管理的资源是否存在。weak_ptr还可以用来返回this指针和解决循环引用的问题

  • weak_ptr构建

        当我们创建一个weak_ptr时,需要用一个shared_ptr实例来初始化weak_ptr,由于是弱共享,weak_ptr的创建并不会影响shared_ptr的引用计数值。可以通过use_count()方法来获得当前观测资源的引用计数。

  • 通过expired()方法判断所观测的资源是否已经被释放
  • 通过lock方法来获取所监视的shared_ptr

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