目錄

一，什么是智能指針

二，共享的智能指針shared_ptr

1. shared_ptr的初始化

3.?指定刪除器

?三，獨占的智能指針unique_ptr

?1. 初始化

?2. 刪除器

四，?弱引用的智能指針weak_ptr

?1 初始化

?2.常用函數(shù)

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前言：面試的時候被問到智能指針了，答的很糟糕，這幾天重新學習了智能指針。下面是我對c++智能指針的理解與總結，希望能幫到大家，同時提升自己。

一，什么是智能指針

在C++中沒有垃圾回收機制，必須自己釋放分配的內(nèi)存，否則就會造成內(nèi)存泄露。解決這個問題最有效的方法是使用智能指針（smart pointer）。智能指針是存儲指向動態(tài)分配（堆）對象指針的類，用于生存期的控制，能夠確保在離開指針所在作用域時，自動地銷毀動態(tài)分配的對象，防止內(nèi)存泄露。智能指針的核心實現(xiàn)技術是引用計數(shù)，每使用它一次，內(nèi)部引用計數(shù)加1，每析構一次內(nèi)部的引用計數(shù)減1，減為0時，刪除所指向的堆內(nèi)存。

• ?c++中用的最多的是下面三種智能指針

C++11中提供了三種智能指針，使用這些智能指針時需要引用頭文件<memory>

• std::shared_ptr：共享的智能指針
• std::unique_ptr：獨占的智能指針
• std::weak_ptr：弱引用的智能指針，它不共享指針，不能操作資源，是用來監(jiān)視shared_ptr的。

• ?下面對他們分別進行分析

二，共享的智能指針shared_ptr

• 首先了解一下基本概念，再看代碼，會學的很快

1. shared_ptr的初始化

?共享智能指針是指多個智能指針可以同時管理同一塊有效的內(nèi)存，共享智能指針shared_ptr?是一個模板類，如果要進行初始化有三種方式：通過構造函數(shù)、std::make_shared輔助函數(shù)以及reset方法。共享智能指針對象初始化完畢之后就指向了要管理的那塊堆內(nèi)存，如果想要查看當前有多少個智能指針同時管理著這塊內(nèi)存可以使用共享智能指針提供的一個成員函數(shù)use_count

2.獲取原始指針

?對應基礎數(shù)據(jù)類型來說，通過操作智能指針和操作智能指針管理的內(nèi)存效果是一樣的，可以直接完成數(shù)據(jù)的讀寫。但是如果共享智能指針管理的是一個對象，那么就需要取出原始內(nèi)存的地址再操作，可以調(diào)用共享智能指針類提供的get()方法得到原始地址

3.?指定刪除器

?當智能指針管理的內(nèi)存對應的引用計數(shù)變?yōu)?的時候，這塊內(nèi)存就會被智能指針析構掉了。另外，我們在初始化智能指針的時候也可以自己指定刪除動作，這個刪除操作對應的函數(shù)被稱之為刪除器，這個刪除器函數(shù)本質(zhì)是一個回調(diào)函數(shù)，我們只需要進行實現(xiàn)，其調(diào)用是由智能指針完成的。

• ?上面三個基本知識點了解以后就可以輕松的閱讀代碼了（代碼注釋都非常的詳細哦！）

#include <iostream> using namespace std; #include <string> #include <memory>class Test { public:Test() : m_num(0){cout << "construct Test..." << endl;}Test(int x) : m_num(0){cout << "construct Test, x = " << x << endl;}Test(string str) : m_num(0){cout << "construct Test, str = " << str << endl;}~Test(){cout << "destruct Test..." << endl;}void setValue(int v){this->m_num = v;}void print(){cout << "m_num: " << this->m_num << endl;}private:int m_num; };int main() {/*-------------------------- 一，初始化智能指針shared_ptr ------------------------------*///1.通過構造函數(shù)初始化shared_ptr<int> ptr1(new int(3));cout << "ptr1管理的內(nèi)存引用計數(shù): " << ptr1.use_count() << endl;//2.通過移動和拷貝構造函數(shù)初始化shared_ptr<int> ptr2 = move(ptr1);cout << "ptr1管理的內(nèi)存引用計數(shù): " << ptr1.use_count() << endl;cout << "ptr2管理的內(nèi)存引用計數(shù): " << ptr2.use_count() << endl;shared_ptr<int> ptr3 = ptr2;cout << "ptr2管理的內(nèi)存引用計數(shù): " << ptr2.use_count() << endl;cout << "ptr3管理的內(nèi)存引用計數(shù): " << ptr3.use_count() << endl;//3.通過 std::make_shared初始化shared_ptr<int> ptr4 = make_shared<int>(8);shared_ptr<Test> ptr5 = make_shared<Test>(7);shared_ptr<Test> ptr6 = make_shared<Test>("GOOD LUCKLY!");//4.通過reset初始化ptr6.reset(); //重置ptr6, ptr6的引用基數(shù)為0cout << "ptr6管理的內(nèi)存引用計數(shù): " << ptr6.use_count() << endl;ptr5.reset(new Test("hello"));cout << "ptr5管理的內(nèi)存引用計數(shù): " << ptr5.use_count() << endl;cout << endl;cout << endl;/*-------------------------- 二，共享智能指針shared_ptr的使用 ------------------------------*///1.方法一Test* t = ptr5.get();t->setValue(1000);t->print();//2.方法二ptr5->setValue(7777);ptr5->print();printf("\n\n");/*------------------------------------ 三，指定刪除器 -----------------------------------*///1.簡單舉例shared_ptr<Test> ppp(new Test(100), [](Test* t) {//釋放內(nèi)存cout << "Test對象的內(nèi)存被釋放了......." << endl;delete t;});printf("----------------------------------------------------------------------\n");2.如果是數(shù)組類型的地址，就需要自己寫指定刪除器，否則內(nèi)存無法全部釋放//shared_ptr<Test> p1(new Test[5], [](Test* t) {// delete[]t;// });//3.也可以使用c++給我們提供的 默認刪除器函數(shù)（函數(shù)模板）shared_ptr<Test> p2(new Test[3], default_delete<Test[]>());//4.c++11以后可以這樣寫 也可以自動釋放內(nèi)存shared_ptr<Test[]> p3(new Test[3]);return 0; }

?另外，我們還可以自己封裝一個函數(shù)模板make_shared_array方法來讓shared_ptr支持數(shù)組，代碼如下:

#include <iostream> #include <memory> #include <string> using namespace std;//有了這個函數(shù)模板，我們就不用自己去釋放數(shù)組類型的地址了 template <typename T> shared_ptr<T> make_share_array(size_t size) {//返回匿名對象return shared_ptr<T>(new T[size], default_delete<T[]>()); }int main() {shared_ptr<int> ptr1 = make_share_array<int>(10);cout << ptr1.use_count() << endl;shared_ptr<string> ptr2 = make_share_array<string>(7);cout << ptr2.use_count() << endl;return 0; }

?三，獨占的智能指針unique_ptr

• 首先了解一下基本概念，再看代碼，會學的很快

?1. 初始化

std::unique_ptr是一個獨占型的智能指針，它不允許其他的智能指針共享其內(nèi)部的指針，可以通過它的構造函數(shù)初始化一個獨占智能指針對象，但是不允許通過賦值將一個unique_ptr賦值給另一個unique_ptr。

?2. 刪除器

?unique_ptr指定刪除器和shared_ptr指定刪除器是有區(qū)別的，unique_ptr指定刪除器的時候需要確定刪除器的類型，所以不能像shared_ptr那樣直接指定刪除器

#include <iostream> using namespace std; #include <string> #include <memory> #include <functional>class Test { public:Test() : m_num(0){cout << "construct Test..." << endl;}Test(int x) : m_num(1){cout << "construct Test, x = " << x << endl;}Test(string str) : m_num(2){cout << "construct Test, str = " << str << endl;}~Test(){cout << "destruct Test..." << endl;}void setValue(int v){this->m_num = v;}void print(){cout << "m_num: " << this->m_num << endl;}private:int m_num; };int main() {/*-------------------------- 一，初始化智能指針unique_ptr ------------------------------*///1.通過構造函數(shù)初始化unique_ptr<int> ptr1(new int(3));//2.通過移動函數(shù)初始化unique_ptr<int> ptr2 = move(ptr1);//.通過reset初始化ptr2.reset(new int(7));/*-------------------------- 二，unique_ptr的使用 ------------------------------*///1.方法一unique_ptr<Test> ptr3(new Test(666));Test* pt = ptr3.get();pt->setValue(6);pt->print();//2.方法二ptr3->setValue(777);ptr3->print();/*------------------------------------ 三，指定刪除器 -----------------------------------*///1.函數(shù)指針類型//using ptrFunc = void(*)(Test*);//unique_ptr<Test, ptrFunc> ptr4(new Test("hello"), [](Test* t) {// cout << "-----------------------" << endl;// delete t;// });//2.仿函數(shù)類型（利用可調(diào)用對象包裝器）unique_ptr<Test, function<void(Test*)>> ptr4(new Test("hello"), [](Test* t) {cout << "-----------------------" << endl;delete t;});/*---------- 四，獨占(共享)的智能指針可以管理數(shù)組類型的地址，能夠自動釋放 ---------*/unique_ptr<Test[]> ptr5(new Test[3]);//在c++11中shared_ptr不支持下面的寫法，c++11以后才支持的shared_ptr<Test[]> ptr6(new Test[3]);return 0; }

四，?弱引用的智能指針weak_ptr

?弱引用智能指針std::weak_ptr可以看做是shared_ptr的助手，它不管理shared_ptr內(nèi)部的指針。std::weak_ptr沒有重載操作符*和->，因為它不共享指針，不能操作資源，所以它的構造不會增加引用計數(shù)，析構也不會減少引用計數(shù)，它的主要作用就是作為一個旁觀者監(jiān)視shared_ptr中管理的資源是否存在。

?1 初始化

#include <iostream> #include <memory> using namespace std;int main() {shared_ptr<int> sp(new int);weak_ptr<int> wp1;weak_ptr<int> wp2(wp1);weak_ptr<int> wp3(sp);weak_ptr<int> wp4;wp4 = sp;weak_ptr<int> wp5;wp5 = wp3;return 0; }

weak_ptr<int> wp1;構造了一個空weak_ptr對象

weak_ptr<int> wp2(wp1);通過一個空weak_ptr對象構造了另一個空weak_ptr對象

weak_ptr<int> wp3(sp);通過一個shared_ptr對象構造了一個可用的weak_ptr實例對象

wp4 = sp;通過一個shared_ptr對象構造了一個可用的weak_ptr實例對象（這是一個隱式類型轉(zhuǎn)換）

wp5 = wp3;通過一個weak_ptr對象構造了一個可用的weak_ptr實例對象

• ?通過調(diào)用std::weak_ptr類提供的use_count()方法可以獲得當前所觀測資源的引用計數(shù)

?2.常用函數(shù)

?通過調(diào)用std::weak_ptr類提供的expired()方法來判斷觀測的資源是否已經(jīng)被釋放

通過調(diào)用std::weak_ptr類提供的lock()方法來獲取管理所監(jiān)測資源的shared_ptr對象

通過調(diào)用std::weak_ptr類提供的reset()方法來清空對象，使其不監(jiān)測任何資源

• 利用weak_ptr可以解決shared_ptr的一些問題

?返回管理this的shared_ptr

解決循環(huán)引用問題

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c++11之智能指针的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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