第61课 智能指针类模板

1. 智能指针的意义

(1)现代C++开发库中最重要的类模板之一

(2)C++中自动内存管理的主要手段

(3)能够在很大程度上避开内存相关的问题(如内存泄漏、内存的多次释放等)

2. STL中的智能指针

(1)auto_ptr智能指针

  ①生命周期结束时,销毁指向的内存空间

  ②只能用来管理单个动态创建的对象,而不能管理动态创建的数组。即不能指向堆数组,只能指针堆对象(变量)

int* pn = new int[100];

auto_ptr<int> ap(pn); //auto_ptr指向堆数组。释放时,相当于delete pn,而不是delete[],会造成内存泄漏。

  ③一片堆空间只属于一个智能指针对象,多个智能指针对象不能指向同一片堆空间

【编程实验】auto_ptr使用初探

(2)其它智能指针

  ①shared_ptr:带有引用计数机制,支持多个指针对象指向同一片内存

  ②weak_ptr:配合shared_ptr而引入的一种智能指针来协助shared_ptr工作,它可以从一个shared_ptr或者另一个weak_ptr对象构造,获得资源的观测权。但weak_ptr不能直接访问资源,它的构造和析构不会引起指针引用计数的增加或减少

  ③unique_ptr:是auto_ptr的进化版,也是一个指针对象指向一片内存空间,但不能拷贝构造和赋值。

【编程实验】shared_ptr和weak_ptr的用法以及引用计数的循环引用问题

/*
shared_ptr和weak_ptr的用法以及引用计数的循环引用问题
g++ main.cpp -std=c++11
*/
/*
    在Man类内部通过shared_ptr指针引用一个Woman,Woman类内部也引用一个Man。当一个man和一个
woman是夫妻的时候,他们直接就存在了相互引用问题。man内部有个用于管理wife生命期的shared_ptr变
量,也就是说wife必定是在husband去世之后才能去世。同样的,woman内部也有一个管理husband生命期的
shared_ptr变量,也就是说husband必须在wife去世之后才能去世。这就是循环引用存在的问题:husband
的生命期由wife的生命期决定,wife的生命期由husband的生命期决定,最后两人都死不掉,违反了自然规
律,导致了内存泄漏。

    解决hared_ptr循环引用问题的钥匙在weak_ptr手上。weak_ptr对象引用资源时不会增加引用计数,但
是它能够通过lock()方法来判断它所管理的资源是否被释放。另外很自然地一个问题是:既然weak_ptr不
增加资源的引用计数,那么在使用weak_ptr对象的时候,资源被突然释放了怎么办呢?呵呵,答案是你根本
不能直接通过weak_ptr来访问资源。那么如何通过weak_ptr来间接访问资源呢?答案是:在需要访问资源的
时候weak_ptr为你生成一个shared_ptr,shared_ptr能够保证在shared_ptr没有被释放之前,其所管理的资
源是不会被释放的。创建shared_ptr的方法就是调用weak_ptr的lock()方法。

*/
#include <iostream>
#include <memory>    //for 智能指针

using namespace std;

class Man;

class Woman
{
private:
    shared_ptr<Man> _husband; //husband必须在wife去世之后才能去世。
public:
    void setHusband(shared_ptr<Man> man)
    {
        _husband = man;
    }    

    void show()
    {
        cout << "age = 20, name = xishi" << endl;
    }

    ~Woman()
    {
        cout << "~Woman()" << endl;
    }
};

class Man
{
private:
    weak_ptr<Woman> _wife; //weak_ptr不能直接用来访问资源
    //shared_ptr<Woman> _wife; //这句代表wife的生命期与Man一致,即
                               //妻子必须在丈夫去世后才能去世!这就是循环引用存在的问题
public:
    void setWife(shared_ptr<Woman> woman)
    {
        _wife = woman;
    }

    void doSomething()
    {
        //weak_ptr不能用来直接访问资源,可以通过lock()方法来创建一个临时对资源的拥有权的share_ptr指针
        if(shared_ptr<Woman> spt = _wife.lock())  //判断资源是否被释放
        {
            spt->show();
        }
    }

    ~Man()
    {
        cout << "~Man" << endl;
    }
};

int main()
{
    shared_ptr<Man>  m(new Man());
    shared_ptr<Woman> w(new Woman());

    if( m &&  w)
    {
        m->setWife(w);
        w->setHusband(m);
    }

    m->doSomething();

    return 0;
}
/*
age = 20, name = xishi
~Woman()
~Man
*/

3. Qt中的智能指针

(1)QPointer

  ①当其指向的对象被销毁时,这个指针会被自动置空

  ②析构时不会自动销毁所指向的对象

  ③这种指针主要是用来解决手动释放对象时造成的多次释放的问题。因为当删除一个对象时,所有指向该对象的QPointer指针都会被置空。

(2)QSharedPointer

  ①引用计数型智能指针

  ②可以被自由地拷贝和赋值

  ③当引用计数为0时删除指向的对象,即会自动释放所指向的对象。

【编程实验】Qt中的智能指针

(3)Qt中的其他智能指针

  ①QWeakPointer;②QScopedPointer;③QScopedArrayPointer;④QSharedDataPointer;⑤QExplicitlySharedDataPointer

4. 自定义的智能指针类模板

【编程实验】创建智能指针类模板

5. 小结

(1)智能指针是C++中自动内存管理的主要手段

(2)智能指针在各种平台上都有不同的表现形式

(3)智能指针能够尽可能的避开内存相关的问题

(4)STL和Qt中提供了对智能指针的支持

时间: 2025-01-13 01:25:04

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【C++】智能指针类和OpenCV的Ptr模板类

智能指针类 引用计数 智能指针(smart pointer)的一种通用实现技术是使用引用计数(reference count).智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联,引用计数跟踪该类有多少个对象的指针指向同一对象.引用计数为0时,删除对象. 其基本使用规则是: 每次创建类的新对象时,初始化指针并将引用计数置为1.当对象作为另一对象的副本而创建时,复制构造函数复制指针并增加与之相应的引用计数的值.对一个对象进行赋值时,赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数的值(如果引用计数减至0,则删除对

C++中智能指针的模板类

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智能指针类

//智能指针类 //---------------------------------------- //1.基数据放在使用计数类中 //实际类指向->使用计数类->基数据 //使用计数类 class U_ptr{ friend class Hasptr;//友元类 int *ip;//这个就是要保护的基数据 size_t use; U_ptr(int *p):ip(p),use(1){} ~U_ptr(){delete ip;} }; class Hasptr//实际类 { public:

C++自学笔记_定义智能指针类_《C++ Primer》

包含指针的类要特别注意复制控制,原因是复制指针只复制指针中的地址,而不会复制指针所指向的对象. C++类采用以下3种方法之一管理指针成员: (1) 指针成员采取常规指针型行为.这样的类具有指针所有的缺陷但是无需特殊的复制控制. (2) 类可以是实现“智能指针”行为.指针所指向的对象是共享的,但类能够防止悬垂指针. (3) 类采取值型行为.指针所指向的对象是唯一的,由每个类对象单独管理. 这里总结第(2)种方法——采用定义智能指针类 智能指针类的思想在于: 第(1)种方法中,所有的对象中的指针都直

13.5.1. 定义智能指针类

#include <iostream> #include<string> #include<set> using namespace std; //智能指针的使用 //智能指针类 class U_ptr { friend class hashptr; int *ip;//在hashptr中实际的需要定义的指针成员 size_t use;//使用次数的计数 U_ptr(int *p):ip(p),use(1){}//合成构造函数 ~U_ptr(){delete ip;}/

Effective c++--智能指针 &amp; 函数模板

Shared_ptr允许当智能指针被建立起来是指定一个资源释放函数绑定于智能指针身上,也就是说在shared_ptr被初始化的同时也可以指定其管理的资源的释放函数.Shared_ptr提供的某个构造函数接受两个实参:一个是被管理的指针,另一个是引用次数变为0时将被调用的"删除器".Shared_ptr构造函数坚持其第一个参数必须是个指针.它支持定制型删除器. 缺省情况下C++以by value方式传递对象至函数,这种情况下函数参数都是以实际参数的副本为初值,而调用端获得的也是函数返回值