最近在补看《C++ Primer Plus》第6版,这的确是本好书,其中关于智能指针的章节解析的非常清晰,1解我之前的多处困惑。C++面试进程中,很多面试官都喜欢问智能指针相干的问题,比如你知道哪些智能指针?shared_ptr的设计原理是甚么?如果让你自己设计1个智能指针,你如何完成?等等……。而且在看开源的C++项目时,也能随处看到智能指针的影子。这说明智能指针不但是面试官爱问的题材,更是非常有实用价值。
下面是我在看智能指针时所做的笔记,希望能够解决你对智能指针的1些困扰。
我们先来看1个简单的例子:
void remodel(std::string & str)
{
std::string * ps = new std::string(str);
...
if (weird_thing())
throw exception();
str = *ps;
delete ps;
return;
}
当出现异常时(weird_thing()返回true),delete将不被履行,因此将致使内存泄漏。
如何避免这类问题?有人会说,这还不简单,直接在throw exception();
之前加上delete ps;
不就好了。是的,你本应如此,问题是很多人都会忘记在适当的地方加上delete语句(连上述代码中最后的那句delete语句也会有很多人忘记吧),如果你要对1个庞大的工程进行review,看是不是有这类潜伏的内存泄漏问题,那就是1场灾害!
这时候我们会想:当remodel这样的函数终止(不论是正常终止,还是由于出现了异常而终止),本地变量都将自动从栈内存中删除―因此指针ps占据的内存将被释放,如果ps指向的内存也被自动释放,那该有多好啊。
我们知道析构函数有这个功能。如果ps有1个析构函数,该析构函数将在ps过期时自动释放它指向的内存。但ps的问题在于,它只是1个常规指针,不是有析构凼数的类对象指针。如果它指向的是对象,则可以在对象过期时,让它的析构函数删除指向的内存。
这正是 auto_ptr、unique_ptr和shared_ptr这几个智能指针背后的设计思想。我简单的总结下就是:将基本类型指针封装为类对象指针(这个类肯定是个模板,以适应不同基本类型的需求),并在析构函数里编写delete语句删除指针指向的内存空间。
因此,要转换remodel()函数,应按下面3个步骤进行:
下面是使用auto_ptr修改该函数的结果:
# include <memory>
void remodel (std::string & str)
{
std::auto_ptr<std::string> ps (new std::string(str));
...
if (weird_thing ())
throw exception();
str = *ps;
// delete ps; NO LONGER NEEDED
return;
}
STL1共给我们提供了4种智能指针:auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr(本文章暂不讨论)。
模板auto_ptr是C++98提供的解决方案,C+11已将将其摒弃,并提供了另外两种解决方案。但是,虽然auto_ptr被摒弃,但它已使用了好多年:同时,如果您的编译器不支持其他两种解决力案,auto_ptr将是唯1的选择。
使用注意点
templet<class T>
class auto_ptr {
explicit auto_ptr(X* p = 0) ;
...
};
因此不能自动将指针转换为智能指针对象,必须显式调用:
shared_ptr<double> pd;
double *p_reg = new double;
pd = p_reg; // not allowed (implicit conversion)
pd = shared_ptr<double>(p_reg); // allowed (explicit conversion)
shared_ptr<double> pshared = p_reg; // not allowed (implicit conversion)
shared_ptr<double> pshared(p_reg); // allowed (explicit conversion)
string vacation("I wandered lonely as a cloud.");
shared_ptr<string> pvac(&vacation); // No
使用举例
#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
class report
{
private:
std::string str;
public:
report(const std::string s) : str(s) {
std::cout << "Object created.
";
}
~report() {
std::cout << "Object deleted.
";
}
void comment() const {
std::cout << str << "
";
}
};
int main() {
{
std::auto_ptr<report> ps(new report("using auto ptr"));
ps->comment();
}
{
std::shared_ptr<report> ps(new report("using shared ptr"));
ps->comment();
}
{
std::unique_ptr<report> ps(new report("using unique ptr"));
ps->comment();
}
return 0;
}
先来看下面的赋值语句:
auto_ptr< string> ps (new string ("I reigned lonely as a cloud.”);
auto_ptr<string> vocation;
vocaticn = ps;
上述赋值语句将完成甚么工作呢?如果ps和vocation是常规指针,则两个指针将指向同1个string对象。这是不能接受的,由于程序将试图删除同1个对象两次――1次是ps过期时,另外一次是vocation过期时。要避免这类问题,方法有多种:
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