19. 智能指针下

auto_ptr 的所有权模型及其问题auto_ptr 采用所有权模型赋值语句 pwin films[2]; 把字符串对象的所有权从 films[2] 转让给 pwin导致 films[2] 不再引用该字符串。因为转让所有权可防止两个指针的析构函数试图删除同一个对象但 auto_ptr 放弃对象所有权后程序仍可能使用它访问该对象——打印 films[2] 指向的字符串时发现它是空指针这是令人讨厌的意外错误使用 auto_ptr 的行为是不确定的可能导致段错误segmentation fault。使用 shared_ptr 更安全。std::auto_ptrstd::string pwin; pwin films[2]; // 所有权从 films[2] 转让给 pwin // 此后 films[2] 不再指向有效数据继续使用它访问对象将崩溃 ​ std::shared_ptrstd::string pwin2; pwin2 films2[2]; // 引用计数 1两个指针指向同一对象 // 最后一个指针过期时引用计数降为 0才释放内存unique_ptr 优于 auto_ptr区分右值与左值与 auto_ptr 一样unique_ptr 采用所有权模型但策略更严格。程序试图把一个 unique_ptr 赋给另一个时若源 unique_ptr 是临时右值rvalue编译器允许这样做若源 unique_ptr 将存在一段时间左值lvalue编译器禁止这样做。语句 p2 p1;左值被禁止。避免了“p1 不再指向有效数据”的问题这是 unique_ptr 比 auto_ptr 更安全的原因。若确实想执行这类赋值可使用标准库函数 std::move() 显式转移所有权。这种随情况而异的行为也是“禁止只是建议编译器并不禁止在容器对象中使用 auto_ptr但允许使用 unique_ptr”的原因——容器算法对包含 unique_ptr 的容器执行类似左值赋值的操作将导致编译错误执行类似右值赋值的操作则没问题。std::unique_ptrstd::string p3(new std::string(auto)); std::unique_ptrstd::string p4; // p4 p3; // 编译错误源 p3 是左值将留下悬挂指针 std::unique_ptrstd::string p5; p5 std::unique_ptrstd::string(new std::string(Yo!)); // 允许临时右值 ​ // 需要显式转移所有权时使用 std::move // std::unique_ptrstd::string p6; // p6 std::move(p3); // 显式转移p3 变为空unique_ptr 的数组变体unique_ptr 有一个可用于数组的变体。必须将 delete 与 new 配对、将 delete[] 与 new[] 配对模板 auto_ptr 使用 delete 而不是 delete[]因此只能与 new 一起使用不能与 new[] 一起使用而 unique_ptr 有使用 new[] 和 delete[] 的版本。使用 new 分配内存时才能使用 auto_ptr 和 shared_ptr使用 new[] 分配内存时不能使用它们// auto_ptr 使用 delete只能与 new 配合 std::auto_ptrdouble pd(new double(5.0)); // 合法new ​ // unique_ptr 有数组版本使用 new[] 与 delete[] std::unique_ptrdouble[] pda(new double[5]); // 合法new[] // 注意auto_ptr 不能与 new[] 一起使用选择智能指针选 shared_ptr多个对象需要同时持有同一块资源的。如指针数组、两个对象互相指向、STL 容器里存指针。选 unique_ptr一个资源只有一个“主人”不能被复制只能被转移。如函数用 new 分配内存并返回指向该内存的指针把返回类型声明为 unique_ptr 是不错的选择——所有权将转让给接受返回值的对象该智能指针负责调用 delete。按值传递 unique_ptr 非法按引用传递可以。// 函数返回临时 unique_ptr所有权转让给接收方 std::unique_ptrint make_int(int n) { return std::unique_ptrint(new int(n)); // 返回临时对象 } ​ void show(std::unique_ptrint pi) { // 按引用传递按值传递非法 // 使用 *pi } ​ std::vectorstd::unique_ptrint vp(10); // 容器可存 unique_ptr vp.push_back(make_int(5)); // 合法参数是临时右值 // std::for_each(vp.begin(), vp.end(), show); // show 按引用接收合法unique_ptr 到 shared_ptr 的转换unique_ptr 为右值时可将其赋给 shared_ptr。shared_ptr 允许从 unique_ptr 右值隐式构造但禁止从左值拷贝构造。std::unique_ptrint pup(make_int(10)); // 左值 unique_ptr // std::shared_ptrint spp(pup); // 不允许pup 是左值 std::shared_ptrint spr(make_int(10)); // 允许参数是临时右值 // shared_ptr 的显式构造函数接管右值 unique_ptr 所有的对象智能指针的内存开销对比定义是什么在 64 位系统上unique_ptr 对象大小为 8 字节、无额外开销shared_ptr 为 16 字节指向对象 指向控制块另有控制块引用计数、删除器等weak_ptr 为 16 字节与控制块共享。知识点描述智能指针的必要性智能指针是行为类似指针且有析构函数的类对象过期时自动释放内存解决忘记 delete 与异常路径导致的内存泄漏auto_ptr为 C98 方案C11 已摒弃。三种智能指针与基本使用auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr定义于memory、位于std将new地址赋给对象过期时析构函数用delete释放。explicit 构造函数与指针行为构造函数explicit禁止指针隐式转智能指针支持*ps、ps-、赋给常规指针等操作不能指向非堆内存会对栈对象执行 delete。赋值问题与三种策略两指针指向同一对象导致双重删除对策为深复制、所有权转让auto_ptr/unique_ptr、引用计数shared_ptr仅最后一个指针过期才 delete。auto_ptr 的问题赋值转让所有权后原指针成为空指针继续使用导致运行期崩溃行为不确定随系统而异shared_ptr 因引用计数运行正常。unique_ptr 优于 auto_ptr源为临时右值时允许赋值、为左值时编译期禁止避免悬挂指针编译阶段错误比运行期崩溃安全std::move()显式转移所有权。unique_ptr 的数组变体auto_ptr 用delete只能配newunique_ptr 有new[]/delete[]版本各智能指针须按对应分配方式使用。选择智能指针多指针指向同一对象指针数组、互相引用、STL 容器用shared_ptr单所有权、函数返回分配内存用unique_ptr容器可存 unique_ptr 但不可调用复制/赋值类算法。unique_ptr 到 shared_ptr 转换右值 unique_ptr 可经 shared_ptr 显式构造函数转为 shared_ptr 并接管所有权左值不允许。