C++智能指針的使用
智能指針的使用場景
1. 下面的程序中，new了以后，我們也delete了，但是因為拋異常導致后面的delete沒有得到執(zhí)行，所以就內(nèi)存泄漏了，所以我們需要new以后捕獲異常，捕獲到異常后delete內(nèi)存，再把異常拋出。
2.但是因為new本身也可能拋異常，連續(xù)的兩個new和下面的Divide都可能會拋異常，讓我們處理起來很麻煩。智能指針放到這樣的場景里面就讓問題簡單多了。
double Divide(int a, int b)
{
// 當b == 0時拋出異常
if (b == 0)
{
throw "Divide by zero condition!";
}
else
{
return (double)a / (double)b;
}
}
void Func()
{
// 這?可以看到如果發(fā)?除0錯誤拋出異常，另外下?的array和array2沒有得到釋放。
// 所以這?捕獲異常后并不處理異常，異常還是交給外?處理，這?捕獲了再重新拋出去。
// 但是如果array2new的時候拋異常呢，就還需要套?層捕獲釋放邏輯，這?更好解決?案
// 是智能指針，否則代碼太戳了
int* array1 = new int[10];
int* array2 = new int[10];// 拋異常呢
// 連續(xù)的兩個new
// 如果第一個new拋異?？梢圆东@
// 如果第二個new拋異常，可以解決delete第二個new
// 但是第一個new沒有被delete
// 這樣就需要再第二個new的地方捕獲異常,delete第一個new
// 如果有很多個new呢,就太麻煩了,這里就需要智能指針了
try
{
int len, time;
cin >> len >> time;
cout << Divide(len, time) << endl;
}
catch (...)
{
cout << "delete []" << array1 << endl;
cout << "delete []" << array2 << endl;
delete[] array1;
delete[] array2;
throw; // 異常重新拋出，捕獲到什么拋出什么
}
// ...
cout << "delete []" << array1 << endl;
delete[] array1;
cout << "delete []" << array2 << endl;
delete[] array2;
}
int main()
{
try
{
Func();
}
catch (const char* errmsg)
{
cout << errmsg << endl;
}
catch (const exception& e)
{
cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cout << "未知異常" << endl;
}
return 0;
}
RAII和智能指針
1. RAII是獲取到資源立即初始化，它是一種管理資源的類的設計思想，本質(zhì)是一種利用對象生命周期來管理獲取到的動態(tài)資源，避免資源泄漏，這里的資源可以是內(nèi)存、文件指針、網(wǎng)絡連接、互斥鎖等等。RAII在獲取資源時把資源委托給一個對象，接著控制對資源的訪問，資源在對象的生命周期內(nèi)始終保持有效，最后在對象析構(gòu)的時候釋放資源，這樣保障了資源的正常釋放，避免資源泄漏問題。
2. RAII像指針一樣
在對象銷毀后會正常的釋放資源
template<class T>
class SmartPtr
{
public:
// RAII
SmartPtr(T* ptr)
:_ptr(ptr)
{}
~SmartPtr()
{
cout << "delete[] " << _ptr << endl;
delete[] _ptr;
}
private:
T* _ptr;
};
double Divide(int a, int b)
{
// 當b == 0時拋出異常
if (b == 0)
{
throw "Divide by zero condition!";
}
else
{
return (double)a / (double)b;
}
}
void Func()
{
// 這?可以看到如果發(fā)?除0錯誤拋出異常，另外下?的array和array2沒有得到釋放。
// 所以這?捕獲異常后并不處理異常，異常還是交給外?處理，這?捕獲了再重新拋出去。
// 但是如果array2new的時候拋異常呢，就還需要套?層捕獲釋放邏輯，這?更好解決?案
// 是智能指針，否則代碼太戳了
SmartPtr<int> p1 = new int[10];
SmartPtr<int> p2 = new int[10];// 拋異常呢
SmartPtr<int> p3 = new int[10];
int len, time;
cin >> len >> time;
cout << Divide(len, time) << endl;
}
int main()
{
try
{
Func();
}
catch (const char* errmsg)
{
cout << errmsg << endl;
}
catch (const exception& e)
{
cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cout << "未知異常" << endl;
}
return 0;
}
智能指針類除了滿足RAII的設計思路，還要方便資源的訪問，所以智能指針類還像迭代器類一樣重載 operator*/operator->/operator[] 等運算符，方便訪問資源。
template<class T>
class SmartPtr
{
public:
// RAII
SmartPtr(T* ptr)
:_ptr(ptr)
{}
~SmartPtr()
{
cout << "delete[] " << _ptr << endl;
delete[] _ptr;
}
// 重載運算符，模擬指針的?為，?便訪問資源
T& operator*()
{
return *_ptr;
}
T* operator->()
{
return _ptr;
}
T& operator[](size_t i)
{
return _ptr[i];
}
private:
T* _ptr;
};
void Func()
{
p1[1] = 50;
p4->first = 1;
p4->second = 2;
cout << p1[1] << endl;
}
C++標準庫智能指針的使用
淺拷貝的問題，共同管理同一塊資源，而深拷貝是兩個指針管理不同的資源了，現(xiàn)在要求兩個指針管理同一塊資源？
int main()
{
// 需要p1和p2同時管理同一塊資源，淺拷貝
// 析構(gòu)多次的問題如何解決?
SmartPtr<int> p1 = new int[10];
SmartPtr<int> p2(p1);
return 0;
}
1.C++標準庫中的智能指針都在< memory >這個頭文件下，智能指針有好幾種，除了weak_ptr他們都符合RAII和像指針一樣訪問的行為，原理上而言主要是解決智能指針拷貝時的思路不同。
2. C++98的智能指針
auto_ptr是C++98時設計出來的智能指針，它的特點是拷貝時把被拷貝對象的資源的管理權(quán)轉(zhuǎn)移給拷貝對象，這是?個非常糟糕的設計，因為他會把被拷貝對象懸空（相當于被拷貝對象是空指針了），訪問報錯的問題，C++11設計出新的智能指針后，強烈建議不要使用auto_ptr
struct Date
{
int _year;
int _month;
int _day;
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
// 本身不需要析構(gòu),為了驗證auto_ptr是否可以解決析構(gòu)兩次的問題
~Date()
{
cout << "~Date()" << endl;
}
};
int main()
{
// 拷?時，管理權(quán)限轉(zhuǎn)移，被拷?對象ap1懸空
auto_ptr<Date> ap1(new Date);
auto_ptr<Date> ap2(ap1);
// 空指針訪問，ap1對象已經(jīng)懸空
// ap1->_year++;
return 0;
}
C++11的智能指針
2、unique_ptr是唯一指針，他的特點是不支持拷貝，只支持移動。如果不需要拷貝的場景就非常建議使用它。把拷貝構(gòu)造和拷貝賦值給（封）delete了
int main()
{
unique_ptr<Date> up1(new Date);
不支持拷貝
// unique_ptr<Date> up2(up1);
支持移動,移動后up1也懸空了
unique_ptr<Date> up3(move(up1));
return 0;
}
3、shared_ptr共享指針，他的特點是支持拷貝，也支持移動。如果需要拷貝的場景就需要使用他了。底層是用引用計數(shù)的方式實現(xiàn)的。
int main()
{
shared_ptr<Date> p1(new Date);
shared_ptr<Date> p2(p1);
shared_ptr<Date> p3(p1);
cout << p1.use_count() << endl;// 3
p1->_day++;
cout << p1->_day << endl; // 2
cout << p2->_day << endl; // 2
cout << p3->_day << endl; // 2
return 0;
}
4、weak_ptr弱（輔助解決shared_ptr的一個問題）指針，它不同于上面的指針，它不支持RAII，也就意味著不能用它直接管理資源，weak_ptr的產(chǎn)生本質(zhì)是要解決shared_ptr的一個循環(huán)引用導致內(nèi)存泄漏的問題。
到此這篇關于C++智能指針的使用的文章就介紹到這了,更多相關C++智能指針內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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