• C++智能指针


    C++中指针申请和释放内存通常采用的方式是new和delete。然而标准C++中还有一个强大的模版类就是auto_ptr,它可以在你不用的时候自动帮你释放内存。下面简单说一下用法。

    用法一:

    std::auto_ptr m_example(newMyClass());

    用法二:

    std::auto_ptr m_example;

    m_example.reset(newMyClass());

    用法三(指针的赋值操作):

    std::auto_ptr m_example1(newMyClass());

    std::auto_ptr m_example2(newMyClass());

    m_example2=m_example1;

    则C++会把m_example所指向的内存回收,使m_example1的值为NULL,所以在C++中,应绝对避免把auto_ptr放到容器中,因为容器中难免出现赋值操作,会导致指针被赋值为NULL;

    auto_ptr所做的事情,就是动态分配对象以及当对象不再需要时自动执行清理。这里是一个简单的代码示例,没有使用auto_ptr所以不安全:

    // 示例1(a):原始代码

    void f()

    {

    T* pt( new T );

    /*...更多的代码...*/

    delete pt;

    }

    // 示例1(b):安全代码,使用了auto_ptr

    void f()

    {

    auto_ptr pt(newT );

    /*...更多的代码...*/

    }// 酷:当pt出了作用域时析构函数被调用,从而对象被自动删除

    现在代码不会泄漏T类型的对象,不管这个函数是正常退出还是抛出了异常,因为pt的析构函数总是会在出栈时被调用,清理会自动进行。

    最后,使用一个auto_ptr就像使用一个内建的指针一样容易,而且如果想要“撤销”资源,重新采用手动的所有权,我们只要调用release()。

    // 示例2:使用一个auto_ptr

    void g()

    {

            // 现在,我们有了一个分配好的对象

            T* pt1 =new T;

           // 将所有权传给了一个auto_ptr对象

          auto_ptr pt2(pt1);

          // 使用auto_ptr就像我们以前使用简单指针一样,

          *pt2 = 12;// 就像*pt1 = 12

          pt2->SomeFunc();// 就像pt1->SomeFunc();

         // 用get()来获得指针的值

         assert( pt1 == pt2.get() );

         // 用release()来撤销所有权

        T* pt3 = pt2.release();

        // 自己删除这个对象,因为现在没有任何auto_ptr拥有这个对象

        delete pt3;

    }// pt2不再拥有任何指针,所以不要试图删除它...OK,不要重复删除

    最后,我们可以使用auto_ptr的reset()函数来重置auto_ptr使之拥有另一个对象。如果这个auto_ptr已经拥有了一个对象,那么,它会先删除已经拥有的对象,因此调用reset()就如同销毁这个auto_ptr,然后新建一个并拥有一个新对象:

    // 示例 3:使用reset()

    voidh()

    {

         auto_ptr pt(newT(1) );

        pt.reset(newT(2) );// 删除由"new T(1)"分配出来的第一个T

    }// 最后pt出了作用域,第二个T也被删除了

    auto_ptr用法:

    1.需要包含头文件。1.需要包含头文件。

    2. Constructor:explicit auto_ptr(X* p = 0) throw();将指针p交给auto_ptr对象托管。

    3. Copy constructor:auto_ptr(const auto_ptr&) throw(); template auto_ptr(const auto_ptr& a) throw();指针的托管权会发生转移。

    4. Destructor: ~auto_ptr();释放指针p指向的空间。

    5.提供了两个成员函数X* get() const throw();//返回保存的指针

    6.对象中仍保留指针X* release() const throw();//返回保存的指针,对象中不保留指针

    auto_ptr实现关键点:

    1.利用特点“栈上对象在离开作用范围时会自动析构”。

    2.对于动态分配的内存,其作用范围是程序员手动控制的,这给程序员带来了方便但也不可避免疏忽造成的内存泄漏,毕竟只有编译器是最可靠的。

    3. auto_ptr通过在栈上构建一个对象a,对象a中wrap了动态分配内存的指针p,所有对指针p的操作都转为对对象a的操作。而在a的析构函数中会自动释放p的空间,而该析构函数是编译器自动调用的,无需程序员操心。

    多说无益,看一个最实用的例子:

    [cpp]view plaincopy

    #include 

    #include 

    usingnamespacestd;

    classTC

    {

    public:

    TC(){cout<<"TC()"<

    ~TC(){cout<<"~TC()"<

    };

    voidfoo(boolisThrow)

    {

    auto_ptr pTC(newTC);// 方法2

    //TC *pTC = new TC;            // 方法1

    try

    {

    if(isThrow)

    throw"haha";

    }

    catch(constchar* e)

    {

    //delete pTC;           // 方法1

    throw;

    }

    //delete pTC;              // 方法1

    }

    intmain()

    {

    try

    {

    foo(true);

    }

    catch(...)

    {

    cout<<"caught"<

    }

    system("pause");

    }

    1.如果采用方案1,那么必须考虑到函数在因throw异常的时候释放所分配的内存,这样造成的结果是在每个分支处都要很小心的手动delete pTC;。

    2.如果采用方案2,那就无需操心何时释放内存,不管foo()因何原因退出,栈上对象pTC的析构函数都将调用,因此托管在之中的指针所指的内存必然安全释放。

    至此,智能指针的优点已经很明了了。

    但是要注意使用中的一个陷阱,那就是指针的托管权是会转移的。例如在上例中,如果auto_ptr pTC(new TC);   auto_ptr pTC1=pTC;那么,pTC1将拥有该指针,而pTC没有了,如果再用pTC去引用,必然导致内存错误。

    要避免这个问题,可以考虑使用采用了引用计数的智能指针,例如boost::shared_ptr等。auto_ptr不会降低程序的效率,但auto_ptr不适用于数组,auto_ptr根本不可以大规模使用。shared_ptr也要配合weaked_ptr,否则会很容易触发循环引用而永远无法回收内存。理论上,合理使用容器加智能指针,C++可以完全避免内存泄露,效率只有微不足道的下降(中型以上程序最多百分之一)。

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    基本翻译
    abbr. 米;模;毫;兆
    网络释义
    Sachiko M: 松原幸子
    Rayman M: 雷曼竞技场
    House M: 豪斯医生
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/brucezcg/article/details/71131505