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C++超詳細講解智能指針

 更新時間：2022年06月01日 08:55:34   作者：清風自在 流水潺潺  
為了解決內(nèi)存泄漏的問題，C++中提出了智能指針。內(nèi)存泄漏的產(chǎn)生原因有很多，即使我們正確的使用malloc和free關(guān)鍵字也有可能產(chǎn)生內(nèi)存泄漏，如在malloc和free之間如果存在拋異常，那也會產(chǎn)生內(nèi)存泄漏。這種問題被稱為異常安全

一、內(nèi)存泄漏-永恒的話題

  • 動態(tài)申請堆空間，用完后不歸還
  • C++ 語言中沒有垃圾回收的機制
  • 指針無法控制所指堆空間的生命周期

下面看一段內(nèi)存泄漏的代碼：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
    int i;
public:
    Test(int i)
    {
        this->i = i;
    }
    int value()
    {
        return i;
    }
    ~Test()
    {
    }
};
int main()
{
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        Test* p = new Test(i);        
        cout << p->value() << endl;      
    }    
    return 0;
}

輸出結(jié)果如下：

二、深度思考

  • 需要一個特殊的指針
  • 指針生命周期結(jié)束時主動釋放堆空間
  • 一片堆空間最多只能由一個指針標識
  • 杜絕指針運算和指針比較

三、智能指針分析

解決方案

  • 重載指針特征操作符( -> 和 * )
  • 只能通過類的成員函數(shù)重載
  • 重載函數(shù)不能使用參數(shù)
  • 只能定義一個重載函數(shù)

下面看一段智能指針的使用示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
    int i;
public:
    Test(int i)
    {
        cout << "Test(int i)" << endl;
        this->i = i;
    }
    int value()
    {
        return i;
    }
    ~Test()
    {
        cout << "~Test()" << endl;
    }
};
class Pointer
{
    Test* mp;
public:
    Pointer(Test* p = NULL)
    {
        mp = p;
    }
    Pointer(const Pointer& obj)
    {
        mp = obj.mp;
        const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;
    }
    Pointer& operator = (const Pointer& obj)
    {
        if (this != &obj)
        {
            delete mp;
            mp = obj.mp;
            const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;
        }
        return *this;
    }
    Test* operator -> ()
    {
        return mp;
    }
    Test& operator * ()
    {
        return *mp;
    }
    bool isNull()
    {
        return (mp == NULL);
    }
    ~Pointer()
    {
        delete mp;
    }
};
int main()
{
    Pointer p1 = new Test(0);
    cout << p1->value() << endl;
    Pointer p2 = p1;
    cout << p1.isNull() << endl;
    cout << p2->value() << endl;
    return 0;
}

輸出結(jié)果如下：

注意這兩行代碼的含義，

mp = obj.mp;
const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;

表明當前對象的成員指針指向初始化對象的成員指針所對應的堆空間，這就兩個智能指針對象指向了同一片堆空間，然后 const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL; 表明初始化對象把自己管理的堆空間交給當前對象。這就完成了前面說的“一片堆空間最多只能由一個指針標識”。

智能指針使用的軍規(guī)：只能用來指向堆空間中的對象或者變量

四、小結(jié)

  • 指針特征操作符（ -> 和 * )可以被重載
  • 重載指針特征符能夠使用對象代替指針
  • 智能指針只能用于指向堆空間中的內(nèi)存
  • 智能指針的意義在于最大程度的避免內(nèi)存問題

到此這篇關(guān)于C++超詳細講解智能指針的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++智能指針內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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