浅谈智能指针 auto_ptr / shared_ptr

我会带着你远行 2022-03-31 15:09 248阅读 0赞

通常使用类似new申请一块空间，交由一个指针指向，假如说最后忘记delete，将会造成内存泄露。而智能指针的出现，就是对这种问题的解决方式，智能指针类似指针，却可以用于管理动态分配的内存（智能指针模板定义了类似指针的对象，将new得到的空间的地址赋给该对象，当对象过期时，其析构函数将其释放）。

(1) auto\_ptr，C++98提出，C++11摒弃  
(2) shared\_ptr，C++11新增的   
(3) unique\_ptr，C++11新增的   
在C++里面，三者都被以模板的形式实现,下面是对智能指针的使用。

## auto\_ptr ##

1、auto\_ptr实际也是一种类, 拥有自己的析构函数, 生命周期结束时能自动释放资源

2、正因为能自动释放资源, 特别适合在单个函数内代替new/delete的调用, 不用自己调用delete也不用担心意外退出

3、auto\_ptr对资源的拥有者只能有一个, 当两个auto\_ptr进行等于号(赋值)操作时, 等于号后面的auto\_ptr将失去资源的所有权

4、如果只是想显示auto\_ptr对应资源的信息, 而不是更改的话, 要以const auto\_ptr&(const + 引用)的方式来传递给其它函数

# #

## shared\_ptr ##

一种智能指针（smart pointer），作用有如同指针，但会记录有多少个shared\_ptrs共同指向一个对象。这便是所谓的引用计数（reference counting）。一旦最后一个这样的指针被销毁，也就是一旦某个对象的引用计数变为0，这个对象会被自动删除。这在非环形数据结构中防止资源泄露很有帮助。使得指针可以共享对象，并且不用考虑内存泄漏问题。  
shared\_ptr 可以支持普通指针的所有操作，完全可以像操作普通指针一样操作智能指针。  
shared\_ptr 可以通过三种方式得到（只讨论初始化指针所指对象来源）：  
1、通过一个指向堆上申请的空间的指针初始化（切记不要用栈上的指针，否则，当智能指针全部释放控制权（栈中的对象离开作用域本身就会析构一次），将会析构对象，导致出错）  
2、通过make\_shared函数得到  
3、通过另外一个智能指针初始化

示例代码（VS08的shared\_ptr在std::tr1里面）：

#include <iostream>
    #include <string>
    #include <memory>
    using namespace std;
    
    
    template<class T>
    ostream& operator << (ostream& os, const auto_ptr<T>& p){
    	if(p.get() == NULL)
    		os << "NULL";
    	else
    		os << *p;
    	return os;
    }
    
    //error!! no const 
    //template<class T>
    //ostream& operator << (ostream& os, auto_ptr<T> p){
    //	if(p.get() == NULL)
    //		os << "NULL";
    //	else
    //		os << *p;
    //	return os;
    //}
    
    class base{
    public:
    	base(){cout << "base init" << endl;}
    	virtual ~base(){cout << "base over" << endl;}
    	virtual void show(){cout << "from base"  <<endl;}
    };
    
    class derived: public base{
    public:
    	derived(){cout << "derived init" << endl;}
    	~derived(){cout << "derived over" << endl;}
    	void show(){cout << "from derived" << endl;}
    };
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	auto_ptr<int> p(new int(23));
    	auto_ptr<int> q;
    
    	cout << "after initialization" << endl;
    	cout << "p:" << p << endl;
    	cout << "q:" << q << endl;
    
    	q = p;
    	cout << "after assign" << endl;
    	cout << "p:" << p << endl;
    	cout << "q:" << q << endl;
    
    	*q += 12;
    	p = q;
    	cout << "another assign" << endl;
    	cout << "p:" << p << endl;
    	cout << "q:" << q << endl;
    
    	//
    	shared_ptr<derived> ptr1(new derived());
    	shared_ptr<derived> ptr2(ptr1);
    	cout << "ptr1.get():" << ptr1.get() << endl;
    	cout << "ptr2.get():" << ptr2.get() << endl;
    
    	class derived *dptr = ptr1.get();
    	dptr->show();
    
    	return 0;
    }