512-不带引用计数的智能指针

谁践踏了优雅 2022-09-09 14:50 159阅读 0赞

**我们在使用智能指针之前，一直是使用的是裸指针**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_19_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
**如果我们不delete，会造成内存泄漏**  
**或者由于中间程序的执行顺序和我们预想的不一样，导致我们资源释放的代码写了，但是没有执行到，导致内存资源泄漏**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

**堆内存是我们用户手动开辟，手动释放**  
用不好裸指针也是造成我们内存资源非法访问，资源泄漏的一种因素

## 智能指针 ##

![在这里插入图片描述][a2b9475f4d9944ed868e1124521189e5.png]**可以保证做到资源的自动释放**  
智能指针就是对普通裸指针的封装  
**利用栈上构造的对象出作用域自动析构的特点**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
**智能指针能不能定义在堆上？**  
![在这里插入图片描述][818a6534ae424896afedf9c927c376ef.png]  
这样写在语法上没有问题，但是智能指针保证资源自动释放是在智能指针析构的时候。但是现在这个智能指针被放在堆上，这个指针p虽然是智能指针类型，但是它前面是星号，就不是一个对象，它就是一个普通的裸指针，所以，要让堆上的这个智能指针析构，我们首先要delete p；  
使用，我们不能直接把智能指针定义在堆上，这样就没意义了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]

template<typename T>
    class CSmartPtr
    {
        
    public:
    	CSmartPtr(T* p = nullptr):ptr(p){
        }
    	~CSmartPtr()
    	{
        
    		delete ptr;
    	}
    	T& operator*()
    	{
        
    		return *ptr;
    	}
    	T* operator->()
    	{
        
    		return ptr;
    	}
    private:
    	T* ptr;
    };
    class Test
    {
        
    public:
    	void show()
    	{
        
    		cout << "linzeyu" << endl;
    	}
    };
    int main()
    {
        
    	CSmartPtr<int>p (new int);
    	*p = 20;
    	cout << *p << endl;
    	CSmartPtr<Test>q(new Test());
    	q->show();
    	(q.operator->())->show();
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_18_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 不带引用计数的智能指针 ##

我们先看下面这个例子  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6]  
我们运行这段代码。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
我们发现程序运行崩溃了。  
**它默认做拷贝构造的话，是浅拷贝，也就是说，在智能指针析构的时候，把同一个资源释放了2次，第2次释放就成了野指针了。**

**如果我们防止浅拷贝呢？**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 7]  
这样运行代码就不会崩溃了。  
**但是现在，p1和p2管理的是2个不同的资源，用户如果不了解的话，用户会认为他们想管理的是同一个资源。**

**现在，我们这个智能指针面临：怎么解决浅拷贝问题？**  
![在这里插入图片描述][b0c366b1ba934176ac452ad2742c29a4.png]  
智能指针使用的使用的时候我们只需要包含头文件：  
![在这里插入图片描述][18548011bef94f7481070a083984ae49.png]

## auto\_ptr解析 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 8]  
**程序崩溃了。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_18_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

int main()
    {
        
    	auto_ptr<int>p(new int(50));
    	auto_ptr<int>q(p);
    	cout << *q << endl;
    }

![在这里插入图片描述][c8741f9652ea48a4a180d506a9df3a81.png]

int main()
    {
        
    	auto_ptr<int>p(new int(50));
    	auto_ptr<int>q(p);
    	cout << *p<< endl;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 9]

**我们转到auto\_ptr的定义去看看**  
![在这里插入图片描述][0765f8aa561540b28d58556dacb47e72.png]  
**首先会调用release方法，然后把返回结果给\_Myptr进行初始化**

![在这里插入图片描述][e2573919a929466f93e951056565fc5d.png]  
**release做什么事情呢？**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 10]  
**我们来图解release的做法如下**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 11]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 12]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 13]  
**auto\_ptr的成员变量只有1个裸指针，不带引用计数，它所处理的浅拷贝问题是永远只让最后一个智能指针管理资源，前面的智能指针全部置为nullptr**

**不推荐使用auto\_ptr哦**  
![在这里插入图片描述][02d71666da504222a65ccba7644fa1fc.png]  
容器在使用过程中，难免会做容器的拷贝构造，或者容器之间的赋值，就会引起容器每个元素的拷贝构造和赋值，如果使用智能指针auto\_ptr，用vec1拷贝构造vec2，那么vec1的所有的裸指针全部被置为nullptr了。

## scoped\_ptr解析 ##

**比auto\_ptr的浅拷贝做法还暴力。**  
**把拷贝构造函数和赋值函数直接删除了。**  
![在这里插入图片描述][ce41835acf2046a0b24b5646645a27d3.png]  
对于scoped\_ptr来说，只能使用单个对象。使用拷贝构造函数或者赋值函数，编译器就会报错。

## 推荐使用unique\_ptr ##

**这个智能指针也是只让1个智能指针管理资源，不会让多个智能指针管理同一个资源。**  
**首先，unique\_ptr智能指针也是先做了拷贝构造函数和赋值函数的删除。**  
![在这里插入图片描述][dbfaee0c485044afbe6ae5fa764d8cd6.png]  
**但是**  
**可以使用这样的操作**  
![在这里插入图片描述][57e26086f17848e6b843f29497cccb37.png]  
**std::move**：C++11的右值引用，std::move得到当前变量的右值类型，就是对变量进行右值引用的类型强转。

**之所以可以这么实现，是因为unique\_ptr提供了这样的实现：**  
![在这里插入图片描述][d9fa334e97114db99be4ae70f19012bf.png]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 14]  
**临时对象拷贝构造ptr1**

**unique\_ptr的好处是用户自己知道用move把资源管理权移动了。**

[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_19_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/a08ec0c4b89a4e11b40c7669002e93e9.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/a6865b76d5ae49769b42e66c5e2870ce.png
[a2b9475f4d9944ed868e1124521189e5.png]: /images/20220829/d1814447ba45430084ed862409cd9e05.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]: /images/20220829/307539c80a974f0c9176262c107e66bf.png
[818a6534ae424896afedf9c927c376ef.png]: /images/20220829/0acd3560ea8e46b4ac722bedaabf4f2c.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]: /images/20220829/9fd7a167dd4d46ddb7b184fd0825ca17.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]: /images/20220829/2983db42c0644426bb96b4f7aba9fc7e.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]: /images/20220829/111c7895f63b400ab83b94af079c6da4.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_18_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/4333388a11704da68abc3d6321d7d852.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5]: /images/20220829/8e6222e195f6491b85a913c57875c989.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6]: /images/20220829/2695ba6c9466423b94e63aff1a0e44a9.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/1cd82d3242ae402fa4226155335a62ef.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 7]: /images/20220829/3d22818a6fa745e5b8cff414597e5da2.png
[b0c366b1ba934176ac452ad2742c29a4.png]: /images/20220829/d515fe7129724a18a05f5fa8d5808067.png
[18548011bef94f7481070a083984ae49.png]: /images/20220829/8d870c0a02384eb799daaac2021b0f6c.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 8]: /images/20220829/0df52d17caa24e788c4c1d43b4f55a04.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_18_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]: /images/20220829/16bf6b6c62a4460ea64a708c4d113b06.png
[c8741f9652ea48a4a180d506a9df3a81.png]: /images/20220829/8090e97122f7472387394c698a3dade7.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 9]: /images/20220829/3af0d4b40956490e93340e2b281731db.png
[0765f8aa561540b28d58556dacb47e72.png]: /images/20220829/406d7456eb704398b1f1b14511dcd8af.png
[e2573919a929466f93e951056565fc5d.png]: /images/20220829/f4e2c1bcb127469ba1467ec2cd9a5d55.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 10]: /images/20220829/a81d189ab1db4cdd85899d46b4100fd3.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 11]: /images/20220829/babaa635efe543a8a477f2cb5609ee40.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 12]: /images/20220829/2e9b3295e10746fca7454df83e7bd646.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 13]: /images/20220829/64ce19d8b596469384acbfe5aa6f08e8.png
[02d71666da504222a65ccba7644fa1fc.png]: /images/20220829/adb745799472450fbe821d8700bf5a78.png
[ce41835acf2046a0b24b5646645a27d3.png]: /images/20220829/9653223757ed4a8fa31b952ab93243ed.png
[dbfaee0c485044afbe6ae5fa764d8cd6.png]: /images/20220829/65effa83f012476f94ccfb82413dd606.png
[57e26086f17848e6b843f29497cccb37.png]: /images/20220829/d985742a16ef44c385ea36f812e98447.png
[d9fa334e97114db99be4ae70f19012bf.png]: /images/20220829/a57191afbbe441ada92d623631b9c141.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 14]: /images/20220829/d225c7a385c344d783cc7fa0ed32fd81.png