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C++ 標準庫智能指針

繼承 e語言 整理 != 自己 創建 weak 析構 循環引用問題

  整理一下c++中shared_ptr,weak_ptr,unique_ptr三種指針的使用案例和註意事項,讓程序資源更加案例,在標準庫中,需要包含<memory>,在boost庫中,

  一. 智能指針unique_ptr

    與shared_ptr相似,區別在於unique_ptr是獨立擁有對象權,因此只有move語言,無拷貝語義,不做其它詳述了。

  二.智能指針share_ptr

  1.基本使用

class Sam
{
public:
    Sam(int v):val(v) {    }
    int32_t val;

    ~Sam()

    {
      std::cout << "~sam()" << std::endl;
    }

};

//define
std::shared_ptr<Sam> p1(new Sam(100));
std::shared_ptr<Sam> p2 = std::make_shared<Sam>(200);
p1.reset(new Sam(300));  //new first, delete second
std::shared_ptr<Sam> p3 = p1;

//get the base ptr
Sam* pSam = p1.get();

//modify
(*p1).val = 10000;

//cal is 1
bool b = p1.unique();

p1.reset();

  2.高級使用

  (1)使用shared_ptr<list<T>>類型,調用reset的時候list中的所有的Sam對象都會調用析構函數

std::shared_ptr<std::list<Sam>> lst_ptr( new std::list<Sam>(8, 33));
std::cout << lst_ptr.get()->size() << std::endl;
lst_ptr.reset();

  (2)程序不知道自己需要使用多少對象. 且程序需要在多個對象間共享數據,使用vector<shared_ptr<T>>類型:

std::vector<std::shared_ptr<Sam>> vec_ptr;
std::shared_ptr<Sam> p1(new Sam(10));
vec_ptr.push_back(p1);

  (3)定制自己的刪除器:在shared_ptr釋放時會自動調用 函數刪除器而不是默認的析構函數了:

void Deleter(Sam* obj) {
    std::cout << "Deleter" << std::endl;
}

std::shared_ptr<Sam> sp(new Sam(10), Deleter);

  如果將刪除器定義成類,則自由性更大,下面的代碼執行後會調用析構函數(簡單地使用了delete)

template<typename T>
class Deleter
{
public:
    void operator () (T* x) const
    {
        if (x != NULL)
        {
            std::cout << __LINE__ << std::endl;
            delete x;
            x = NULL;
        }
    }
};

std::shared_ptr<Sam> sp(new Sam(10), Deleter<Sam> {})

  3.錯誤用法

  情形一:一個指針同時放入兩個shared_ptr,會在第二個shared_ptr釋放時引發異常。

pSam = new Sam(400);
std::shared_ptr<Sam> p4(pSam);
std::shared_ptr<Sam> p5(pSam);

  情形二:數據結構形成環的時候,shared_ptr不能正常工作,需要與weak_ptr協作解決此問題,用例如下:

class CB;
class CA;

class CA
{
public:
    CA() {}
    ~CA() { std::cout << "~CA()" << std::endl; }

    void Register(const std::shared_ptr<CB>& sp)
    {
        m_sp = sp;
    }

private:
    std::shared_ptr<CB> m_sp;
};

class CB
{
public:
    CB() {};
    ~CB() { std::cout << "~CB()" << std::endl; };

    void Register(const std::shared_ptr<CA>& sp)
    {
        m_sp = sp;
    }

private:
    std::shared_ptr<CA> m_sp;
};

  std::shared_ptr<CA> spa(new CA);
    std::shared_ptr<CB> spb(new CB);

    spb->Register(spa);
    spa->Register(spb);

    printf("%d\n", spb.use_count()); // 2
    printf("%d\n", spa.use_count()); // 2

  程序結束後,無法釋放內存,也沒有調用析構函數,智能指針的引用計數都是2,這就是循環引用問題。

  情形三:普通類繼承 enable_shared_from_this 的錯誤情況:

  

class Y : public std::enable_shared_from_this<Y>
            {
            public:
                std::shared_ptr<Y> GetSharePtr()
                {
                    return shared_from_this();
                }
            };


    Y y;
    std::shared_ptr<Y> spy = y.GetSharePtr(); // 錯誤, y 根本不是 new 創建的
    Y* y = new Y;
    std::shared_ptr<Y> spy = y->GetSharePtr(); // 錯誤, 問題依舊存在, 程序直接崩潰

    std::shared_ptr<Y> spy(new Y);
    std::shared_ptr<Y> p = spy->GetSharePtr();
    printf("%d\n", p.use_count()); // 2

  前兩者錯誤是因為雖然Y由 enable_shared_from_this派生,但智能指針的數據結構並沒有因為new Y的操作賦值 。

  

  三. 智能指針weak_ptr

  構造和析構不會引起引用計數的增加或減少。沒有重載 * 和 -> 但可以使用lock獲得一個可用的shared_ptr對象,且在所指對象內存已經無效時,返回指針空值nullptr.

  帶有的成員函數reset,use_count

std::shared_ptr<Sam> sam_ptr(new Sam(6));
    std::weak_ptr<Sam> sam_wk = sam_ptr;

    std::shared_ptr<Sam> sp = sam_wk.lock();
    if (sp)
    {
        std::cout << (*sp).val << endl;  // 6
    }
    std::cout << sp.use_count() << std::endl;  //2

  

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