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C++高级2 智能指针

news 来源：原创 2025/5/4 1:51:10

智能指针介绍

裸指针

int * p = new int(10);

*p = 30;

delete p;

必须要手动释放

智能指针保证能做到资源的自动释放，利用栈上的对象出作用域自动析构的特征，来做到资源的自动释放的

实现一个简单的智能指针

class Cptr
{
public:Cptr(T* ptr = nullptr):_ptr(ptr){}~Cptr(){delete _ptr;}T& operator*(){return *_ptr;}T* operator->(){return _ptr;}
private:T* _ptr;
};

不带引用计数的智能指针

不带引用计数的智能指针如何解决浅拷贝问题

使用智能指针时需要包含#include <memory>

auto_ptr:C++库里面的

scoped_ptr和unique_ptrC++11新标准里的

auto_ptr<int> p1(new int);
auto_ptr<int> p2(p1);
//auto_ptr永远让最后一个指针管理资源，前面的指针都为空了

不推荐使用auto_ptr，除非场景特变简单

scoped_ptr删除了拷贝构造和赋值运算符重载，所以使用比较少

所以在不带引用计数的智能指针推荐使用unique_ptr，unique_ptr也删除了拷贝构造和赋值运算符重载，但可以用右值引用，提供了带右值引用的拷贝构造和赋值运算符重载，但p1同时也不持有资源了，但会有move刻意提醒了资源的转移

unique_ptr<int> p1(new int);
unique_ptr<int> p2(std::move(p1));

带引用计数的智能指针

shared_ptr和weak_ptr 都是线程安全的

带引用计数：多个智能指针可以管理同一个资源

给每一个对象资源，匹配一个引用计数，当智能指针引用这个资源时，引用计数+1，当智能指针不使用资源的时候，引用计数-1，当引用计数为0时，资源释放

shared_ptr：强智能指针可以改变资源的引用计数

weak_ptr：弱智能指针不会改变资源的引用计数不能使用资源

没有operator* 和operator->运算符重载

weak_ptr观察shared_ptr，shared_ptr观察资源（内存）

强智能指针循环引用（交叉引用）是什么问题？什么结果？怎么解决？

造成new出来的资源无法释放！！！资源泄露问题

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
class B;
class A
{
public:A() { cout << "A" << endl; }~A() { cout << "~A" << endl; }shared_ptr<B> _bptr;
};
class B
{
public:B() { cout << "B" << endl; }~B() { cout << "~B" << endl; }shared_ptr<A> _aptr;
};
int main()
{shared_ptr<A> pa(new A());shared_ptr<B> pb(new B());pa->_bptr = pb;pb->_aptr = pa;cout << pa.use_count() << endl;cout << pb.use_count() << endl;return 0;
}

解决办法，定义对象的时候，用强智能指针，引用的地方，用弱智能指针

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
class B;
class A
{
public:A() { cout << "A" << endl; }~A() { cout << "~A" << endl; }weak_ptr<B> _bptr;
};
class B
{
public:B() { cout << "B" << endl; }~B() { cout << "~B" << endl; }weak_ptr<A> _aptr;
};
int main()
{shared_ptr<A> pa(new A());shared_ptr<B> pb(new B());pa->_bptr = pb;pb->_aptr = pa;cout << pa.use_count() << endl;cout << pb.use_count() << endl;return 0;
}

如果用通过weak_ptr用引用对象的方法，要先提升weak_ptr

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
class B;
class A
{
public:A() { cout << "A" << endl; }~A() { cout << "~A" << endl; }void test(){cout << "好用的方法" << endl;}weak_ptr<B> _bptr;
};
class B
{
public:B() { cout << "B" << endl; }~B() { cout << "~B" << endl; }void func(){shared_ptr<A> ps = _aptr.lock();if (ps != nullptr){ps->test();}}weak_ptr<A> _aptr;
};
int main()
{shared_ptr<A> pa(new A());shared_ptr<B> pb(new B());pa->_bptr = pb;pb->_aptr = pa;pb->func();cout << pa.use_count() << endl;cout << pb.use_count() << endl;return 0;
}

自定义删除器

智能指针：能够保证资源绝对的释放默认释放方式delete ptr;但有的需要自定义删除器

~unique_ptr(){是一个函数对象的调用 delete(ptr);}

当我们用unique_ptr管理数组时，就需要自定义删除器

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
template<typename T>
class Mydatale
{
public:void operator()(T* ptr) const{cout << "自定义删除器" << endl;delete[]ptr;}
};
int main()
{unique_ptr<int, Mydatale<int>> pa(new int[100]);return 0;
}

也可以使用lambda表达式

#include <iostream>
#include <memory>
#include <functional>
using namespace std;
//template<typename T>
//class Mydatale
//{
//public:
//	void operator()(T* ptr) const
//	{
//		cout << "自定义删除器" << endl;
//		delete[]ptr;
//	}
//};
int main()
{unique_ptr<int, function<void(int*)>> pa(new int[100], [](int* p)->void{cout << "自定义删除器" << endl;delete[]p;});return 0;
}

本视频总结自施磊老师的视频。