C++11 新特性之智能指针

前四篇在这里:
C++11新特性之新类型与初始化:  http://blog.jobbole.com/102728/
C++11新特性之类型推断与类型获取:  http://blog.jobbole.com/104559/
C++11新特性之lambda:http://blog.jobbole.com/104548/
C++11新特性之容器相关特性: http://blog.jobbole.com/104563/

这是C++11新特性介绍的第五部分,涉及到智能指针的相关内容(shared_ptr, unique_ptr, weak_ptr)。
不想看toy code的读者可以直接拉到文章最后看这部分的总结。

shared_ptr

shared_ptr 基本用法

shared_ptr采用引用计数的方式管理所指向的对象。当有一个新的shared_ptr指向同一个对象时(复制shared_ptr等),引用计数加1。当shared_ptr离开作用域时,引用计数减1。当引用计数为0时,释放所管理的内存。

这样做的好处在于解放了程序员手动释放内存的压力。之前,为了处理程序中的异常情况,往往需要将指针手动封装到类中,通过析构函数来释放动态分配的内存;现在这一过程就可以交给shared_ptr去做了。

一般我们使用make_shared来获得shared_ptr。

shared_ptr 和 new

shared_ptr可以使用一个new表达式返回的指针进行初始化。

但是,不能将一个new表达式返回的指针赋值给shared_ptr。

另外,特别需要注意的是,不要混用new和shared_ptr!

上面的程序片段会输出:

可以看到,第二次process p6时,shared_ptr的引用计数为1,当离开process的作用域时,会释放对应的内存,此时p6成为了悬挂指针。

所以,一旦将一个new表达式返回的指针交由shared_ptr管理之后,就不要再通过普通指针访问这块内存!

shared_ptr.reset

shared_ptr可以通过reset方法重置指向另一个对象,此时原对象的引用计数减一。

shared_ptr deleter

可以定制一个deleter函数,用于在shared_ptr释放对象时调用。

unique_ptr

unique_ptr基本用法

unique_ptr对于所指向的对象,正如其名字所示,是独占的。所以,不可以对unique_ptr进行拷贝、赋值等操作,但是可以通过release函数在unique_ptr之间转移控制权。

unique_ptr 作为参数和返回值

上述对于拷贝的限制,有两个特殊情况,即unique_ptr可以作为函数的返回值和参数使用,这时虽然也有隐含的拷贝存在,但是并非不可行的。

这里的std::move函数,以后再单独具体细说^_^

unique_ptr deleter

unique_ptr同样可以设置deleter,和shared_ptr不同的是,它需要在模板参数中指定deleter的类型。好在我们有decltype这个利器,不然写起来好麻烦。

weak_ptr

weak_ptr一般和shared_ptr配合使用。它可以指向shared_ptr所指向的对象,但是却不增加对象的引用计数。这样就有可能出现weak_ptr所指向的对象实际上已经被释放了的情况。因此,weak_ptr有一个lock函数,尝试取回一个指向对象的shared_ptr。

总结

  1. shared_ptr采用引用计数的方式管理所指向的对象。
  2. shared_ptr可以使用一个new表达式返回的指针进行初始化;但是,不能将一个new表达式返回的指针赋值给shared_ptr。
  3. 一旦将一个new表达式返回的指针交由shared_ptr管理之后,就不要再通过普通指针访问这块内存。
  4. shared_ptr可以通过reset方法重置指向另一个对象,此时原对象的引用计数减一。
  5. 可以定制一个deleter函数,用于在shared_ptr释放对象时调用。
  6. unique_ptr对于所指向的对象,是独占的。
  7. 不可以对unique_ptr进行拷贝、赋值等操作,但是可以通过release函数在unique_ptr之间转移控制权。
  8. unique_ptr可以作为函数的返回值和参数使用。
  9. unique_ptr同样可以设置deleter,需要在模板参数中指定deleter的类型。
  10. weak_ptr一般和shared_ptr配合使用。它可以指向shared_ptr所指向的对象,但是却不增加对象的引用计数。
  11. weak_ptr有一个lock函数,尝试取回一个指向对象的shared_ptr。

完整代码详见smart_pointer.cpp

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最新评论
  • springsummer 软件工程师 2016/08/14

    感觉C++像Java一样越来越复杂了,特性越来越多。要支持这么多特性,做个C++的编译器也不容易。还是C简约。

    • usher2007 程序员 2016/08/16

      C++相比C来说,提供了更丰富的武器库,但是具体选用与否,还是要由程序员来定夺。

  • 果理 C++开发工程师 2016/08/15

    作者详细介绍了shart_ptr,weak_ptr,unique_prt的使用方法。要是增加一些实战经验就好了,什么时候用这些C++11特性的自动内存管理会比较好,什么情况下还是不要用的好。支持博主!

  • mirchd 擦桌子的 2016/08/15

    c++确实整的越来越复杂。

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