C++11新特性之智能指针(shared_ptr/unique_ptr/weak_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。
cout<<"test shared_ptr base usage:"<<endl; shared_ptr<string> p1 = make_shared<string>(""); if(p1 && p1->empty()) *p1 = "hello"; auto p2 = make_shared<string>("world"); cout<<*p1<<' '<<*p2<<endl; cout<<"test shared_ptr use_count:"<<endl; cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<endl; auto p3 = p2; cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3 cnt:"<<p3.use_count()<<endl; p2 = p1; cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3 cnt:"<<p3.use_count()<<endl;
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。
cout<<"test shared_ptr and new:"<<endl; shared_ptr<int> p4(new int(1024)); //shared_ptr<int> p5 = new int(1024); // wrong, no implicit constructor cout<<*p4<<endl;
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!
void process(shared_ptr<int> ptr) { cout<<"in process use_count:"<<ptr.use_count()<<endl; } cout<<"don't mix shared_ptr and normal pointer:"<<endl; shared_ptr<int> p5(new int(1024)); process(p5); int v5 = *p5; cout<<"v5: "<<v5<<endl; int *p6 = new int(1024); process(shared_ptr<int>(p6)); int v6 = *p6; cout<<"v6: "<<v6<<endl;
上面的程序片段会输出:
in process use_count:2
v5: 1024
in process use_count:1
v6: 0
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。
cout<<"test shared_ptr reset:"<<endl; cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3 nt:"<<p3.use_count()<<endl; p1.reset(new string("cpp11")); cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"\tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<"\tp3 cnt:"<<p3.use_count()<<endl; shared_ptr deleter
可以定制一个deleter函数,用于在shared_ptr释放对象时调用。
void print_at_delete(int *p) { cout<<"deleting..."<<p<<'\t'<<*p<<endl; delete p; } cout<<"test shared_ptr deleter:"<<endl; int *p7 = new int(1024); shared_ptr<int> p8(p7, print_at_delete); p8 = make_shared<int>(1025);
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。
cout<<"test unique_ptr base usage:"<<endl; unique_ptr<int> up1(new int(1024)); cout<<"up1: "<<*up1<<endl; unique_ptr<int> up2(up1.release()); cout<<"up2: "<<*up2<<endl; //unique_ptr<int> up3(up1); // wrong, unique_ptr can not copy //up2 = up1; // wrong, unique_ptr can not copy unique_ptr<int> up4(new int(1025)); up4.reset(up2.release()); cout<<"up4: "<<*up4<<endl;
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。
unique_ptr<int> clone(int p) { return unique_ptr<int>(new int(p)); } void process_unique_ptr(unique_ptr<int> up) { cout<<"process unique ptr: "<<*up<<endl; } cout<<"test unique_ptr parameter and return value:"<<endl; auto up5 = clone(1024); cout<<"up5: "<<*up5<<endl; process_unique_ptr(move(up5)); //cout<<"up5 after process: "<<*up5<<endl; // would cause segmentfault
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。
cout<<"test unique_ptr deleter:"<<endl; int *p9 = new int(1024); unique_ptr<int, decltype(print_at_delete) *> up6(p9, print_at_delete); unique_ptr<int> up7(new int(1025)); up6.reset(up7.release());
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。
cout<<"test weak_ptr basic usage:"<<endl; auto p10 = make_shared<int>(1024); weak_ptr<int> wp1(p10); cout<<"p10 use_count: "<<p10.use_count()<<endl; //p10.reset(new int(1025)); // this will cause wp1.lock() return a false obj shared_ptr<int> p11 = wp1.lock(); if(p11) cout<<"wp1: "<<*p11<<" use count: "<<p11.use_count()<<endl;
总结
shared_ptr采用引用计数的方式管理所指向的对象。
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。
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。
可以定制一个deleter函数,用于在shared_ptr释放对象时调用。
unique_ptr对于所指向的对象,是独占的。
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可以作为函数的返回值和参数使用。
unique_ptr同样可以设置deleter,需要在模板参数中指定deleter的类型。
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。
weak_ptr有一个lock函数,尝试取回一个指向对象的shared_ptr。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持猪先飞。
相关文章
- 今天在写 C++ 代码的时候用上 C++11 的特性,然后发现 VSCode 虽然可以编译通过,但是会在相应位置报红,这是怎么回事呢?下面小编给大家带来了解决方法,一起看看吧...2021-09-27
- 这篇文章主要给大家介绍了关于c++11中regex正则表达式的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家学习或者使用c++11具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面来一起学习学习吧...2020-04-25
- 这篇文章主要给大家介绍了关于C++11中原子量和内存序的相关资料,文中通过示例代码介绍地方非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
- 这篇文章主要介绍了C++11中的default函数使用,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2021-05-01
- 本文主要介绍了C++11各种锁的具体使用,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2021-08-10
- 这篇文章主要给大家介绍了关于C++11中std::declval实现机制的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面来一起看看吧。...2020-04-25
- 这篇文章主要介绍了C++11 简单实现线程池的方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-10-27
C++11特性小结之decltype、类内初始化、列表初始化返回值
这篇文章主要介绍了C++11特性小结之decltype、类内初始化、列表初始化返回值,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2020-05-25- 对于c++11来说移动语义是一个重要的概念,一直以来我对这个概念都似懂非懂。最近翻翻资料感觉突然开窍,因此顺便记录下C++11中的右值引用、转移语义和完美转发,方便大家查阅参考。...2020-04-25
C++11中lambda、std::function和std:bind详解
大家都知道C++11中增加了许多的新特性,下面在这篇文中我们就来聊一下lambda表达式,闭包,std::function以及std::bind。文中介绍的很详细,相信对大家具有一定的参考价值,有需要的朋友们下面来一起看看吧。...2020-04-25- 熟悉脚本语言的人都知道,很多脚本语言都引入了“类型自动推断”技术:比如Python,可以直接声明变量,在运行时进行类型检查。随着C++11标准的发布,C++语言也引入了类型自动推断的功能。这篇文章主要介绍了C++11新特性之auto的使用,有需要的朋友们可以参考借鉴。...2020-04-25
- 本篇文章主要介绍了C++11返回类型后置语法的使用示例,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧...2020-04-25
- c++11 constexpr将变量声明为constexpr类型以便由编译器来验证变量是否是一个常量表达式,这篇文章主要给大家介绍了关于使用c++11 constexpr时遇到的坑,需要的朋友可以参考下...2021-05-16
C++11新特性“=default”,“=delete”的使用
=default、=delete 是C++11的新特性,分别为:显式缺省(告知编译器生成函数默认的缺省版本)和显式删除(告知编译器不生成函数默认的缺省版本),本文就来介绍一下如何使用...2021-05-25- 本文将对C++11的以上新特性进行简单的讲解,以便大家能够快速了解到C++11对C++的易用性方面祈祷的巨大作用。...2020-04-25
- C++之前的初始化语法很乱,有四种初始化方式,而且每种之前甚至不能相互转换,但从C++11出现后就好了,所以这篇文章主要给大家介绍了关于C++11的统一初始化语法的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下。...2020-04-25
- C++11/14相比以往的C++98/03在很多方面做了简化和增强,尤其是在泛型编程方面,让C++的泛型编程的威力变得更加强大,下面这篇文章主要介绍了利用C++ 11实现检查是否存在特定成员函数的相关资料,需要的朋友可以参考下。...2020-04-25
C++11运算符重载和向量类重载实例详解(<<,>>,+,-,*等)
这篇文章主要给大家介绍了关于C++11运算符重载和向量类重载的相关资料,主要包括<<,>>,+,-,*等,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下...2021-07-15C++11中value category(值类别)及move semantics(移动语义)的介绍
这篇文章主要给大家介绍了C++11中value category(值类别)及move semantics(移动语义)的介绍,文中介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25- 这篇文章主要介绍了C++11强类型枚举的相关资料,帮助大家更好的理解和学习c++11,感兴趣的朋友可以了解下...2020-08-14