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Qt开发：智能指针的介绍和使用

news 2025/8/26 9:08:12

文章目录

- 一、QScopedPointer
- 二、QSharedPointer
- 三、QWeakPointer

一、QScopedPointer

1.1 概念
QScopedPointer 是 Qt 提供的独占式智能指针，用于在作用域结束时自动释放对象，避免手动 delete。

主要特点：

独占：每个 QScopedPointer 只能管理一个对象，不能被拷贝。
自动释放：指针超出作用域时，管理的对象会被自动删除。
轻量级：只管理对象生命周期，不维护引用计数。

1.2 常用成员函数

data()：返回内部原始指针
operator->()：访问对象成员
operator*()：解引用对象
reset(T* ptr = nullptr)：替换管理的对象，释放原对象
take()：放弃管理权，不删除对象，返回原始指针

1.3 使用示例

#include <QCoreApplication>
#include <QScopedPointer>
#include <QDebug>class Test {
public:Test() { qDebug() << "Test 构造"; }~Test() { qDebug() << "Test 析构"; }void hello() { qDebug() << "Hello from Test"; }
};int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);// 创建一个 QScopedPointer 管理对象QScopedPointer<Test> ptr(new Test());ptr->hello();        // 访问对象成员(*ptr).hello();      // 解引用访问成员// 替换管理对象ptr.reset(new Test());// 获取内部指针但不删除对象Test* rawPtr = ptr.take();if(rawPtr) {rawPtr->hello();delete rawPtr;   // 需要手动删除，因为 take() 放弃了管理权}// ptr 超出作用域时，会自动删除原对象（如果有的话）return a.exec();
}

1.4 初始化方法
直接用构造函数初始化（最常用）

QScopedPointer<Test> ptr(new Test());  // 最直接的方式

这种方式最常见，也最安全。
指针在 ptr 超出作用域时自动释放。

默认构造 + reset() 初始化

QScopedPointer<Test> ptr;       // 空指针
ptr.reset(new Test());          // 初始化对象

优点：可以在运行时动态决定管理的对象。
注意：reset() 会先删除原有对象（如果有）。

使用已有裸指针 + take() 接管
如果有一个已经存在的裸指针，也可以用 reset() 或构造函数接管：

Test* raw = new Test();
QScopedPointer<Test> ptr(raw);  // 接管 raw 的管理

注意：不要重复 delete 原始指针，否则会 double free。

如果需要放弃管理权，可以用 take()

Test* raw2 = ptr.take();  // ptr 不再管理 raw2

结合函数返回值初始化

QScopedPointer<Test> createTest() {return QScopedPointer<Test>(new Test());
}auto ptr = createTest();  // 自动管理对象

二、QSharedPointer

2.1 概念
QSharedPointer 是 Qt 提供的引用计数智能指针，类似于 C++11 的 std::shared_ptr。

多个 QSharedPointer 可以共享同一个对象
当最后一个引用被销毁时，对象会自动释放。
可以与 QWeakPointer 配合使用，避免循环引用。

特点：

自动管理对象生命周期，防止内存泄漏。
内部维护引用计数。
可以安全地在多个地方共享同一对象。

2.2 常用成员函数

data()：返回内部原始指针
operator->()：访问对象成员
operator*()：解引用对象
isNull()：判断是否为空
clear()：释放当前管理的对象
swap()：交换两个 QSharedPointer 管理的对象
useCount()：返回当前引用计数

2.3 基本使用示例

#include <QCoreApplication>
#include <QSharedPointer>
#include <QDebug>class Test {
public:Test() { qDebug() << "Test 构造"; }~Test() { qDebug() << "Test 析构"; }void hello() { qDebug() << "Hello from Test"; }
};int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);// 创建 QSharedPointer 管理对象QSharedPointer<Test> ptr1(new Test());qDebug() << "ptr1.useCount() =" << ptr1.useCount();// 拷贝 QSharedPointerQSharedPointer<Test> ptr2 = ptr1;qDebug() << "ptr1.useCount() =" << ptr1.useCount();qDebug() << "ptr2.useCount() =" << ptr2.useCount();// 访问对象ptr1->hello();(*ptr2).hello();// 清空一个指针ptr1.clear();qDebug() << "ptr1 cleared";qDebug() << "ptr2.useCount() =" << ptr2.useCount();// 当最后一个指针超出作用域，Test 对象自动析构return a.exec();
}

为了避免循环引用，可以使用 QWeakPointer：

QSharedPointer<Test> shared(new Test());
QWeakPointer<Test> weak = shared;if (auto ptr = weak.toStrongRef()) {ptr->hello(); // 转换成 QSharedPointer 再使用
}

三、QWeakPointer

3.1 概念
QWeakPointer 是 Qt 提供的弱引用智能指针，用于与 QSharedPointer 搭配使用。

作用：观察 QSharedPointer 管理的对象，但不增加引用计数。
目的：防止循环引用（循环引用会导致对象无法释放）。

特点：

不会阻止对象析构。
可以通过 toStrongRef() 临时获取 QSharedPointer 使用对象。
如果对象已经析构，toStrongRef() 会返回空指针。

3.2 常用成员函数：

toStrongRef()：转换成 QSharedPointer，如果对象还存在则返回有效 QSharedPointer，否则为空
isNull()：判断对象是否已经析构或不存在
clear()：释放对对象的弱引用

3.2 基本使用示例

#include <QCoreApplication>
#include <QSharedPointer>
#include <QWeakPointer>
#include <QDebug>class Test {
public:Test() { qDebug() << "Test 构造"; }~Test() { qDebug() << "Test 析构"; }void hello() { qDebug() << "Hello from Test"; }
};int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);// 创建 QSharedPointer 管理对象QSharedPointer<Test> shared(new Test());// 创建 QWeakPointer 观察 sharedQWeakPointer<Test> weak = shared;qDebug() << "shared.useCount() =" << shared.useCount();qDebug() << "weak.isNull() =" << weak.isNull();// 临时获取 QSharedPointer 使用对象if (auto temp = weak.toStrongRef()) {temp->hello();qDebug() << "temp.useCount() =" << temp.useCount();}// 清空原始 QSharedPointershared.clear();qDebug() << "shared cleared";// 再次尝试获取对象if (auto temp = weak.toStrongRef()) {temp->hello();} else {qDebug() << "对象已被销毁，无法访问";}return a.exec();
}