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C/C++编程笔记:C++智能指针及其类型的介绍!重点分析

baijin 2024-10-01 07:35:13 博客文章 9 ℃ 0 评论



本文要学习的内容:

(1)指针在C / C ++中的重要性。

(2)普通指针出现问题。

(3)为什么引入智能指针。

(2)智能指针的类型。

指针在C / C ++中的重要性:

指针用于访问程序外部的资源,例如堆内存。因此,如果在堆内存中创建了任何东西,则用于访问堆内存。

普通指针的问题:

通过使用此示例,使用一个小型C ++程序,让我们了解普通指针的主要问题是什么:


因此,发生的事情是它将有一个指针“ p”,这将指向一个矩形类型的对象,该对象将具有长度和宽度。一旦函数结束,将删除该“ p”,因为p是函数的局部变量,该变量将终止,但是在堆内部分配的新矩形不会被释放。它将返回并再次返回它的无限循环,因此将再次创建新的p,然后再次为长度和宽度相同的矩形创建一个新的对象。那么,关于前一个对象的情况将不会被删除,对于额外的新对象,也将不会被删除。

因此,每次它都会创建一个对象,但不会删除它,因此这会导致堆内存中的内存泄漏。就像内存的长度和宽度一样,虽然已分配但未使用,但未使用。因此,整个堆内存可能是无限的,因此可能变得不可用。因此,在某一阶段,由于缺少堆内存,程序将崩溃。因此,在fun()的最后,如果我们不提及这一点,则应使用'delete p',这将导致非常严重的问题。因此,由于程序员的懒惰或粗心,可能会出现这种类型的问题。因此,为了帮助程序员C ++ 11承担责任并引入了智能指针。

智能指针

介绍堆内存的问题在于,当不需要它时,必须将其自身释放。因此,大多数程序员在编写用于对象的重新分配的代码时过于懒惰,这会导致严重的问题,例如内存泄漏,这将导致程序崩溃。因此,诸如Java,C#、. Net Framework之类的语言提供了垃圾回收机制来取消分配未使用的对象。因此,在C ++ 11中,它引入了自动管理内存的智能指针,当指针不在作用域内时,它们将在不使用时自动释放对象,从而自动释放内存。

考虑以下带有普通指针的简单C ++代码。


使用智能指针,我们可以使指针以不需要显式调用delete的方式工作。智能指针是指针的包装类,带有*和->重载的运算符。智能指针类的对象看起来像一个指针,但是可以执行普通指针不喜欢自动销毁的许多事情(是的,我们不必显式使用delete),引用计数等等。

这个想法是采用带有指针,析构函数和重载运算符(例如*和->)的类。由于当对象超出范围时会自动调用析构函数,因此动态分配的内存将自动删除(或可以减少引用计数)。考虑以下简单的智能ptr类。


输出:20

编写一个适用于所有类型的智能指针类。

是的,我们可以使用模板编写通用的智能指针类。以下C ++代码演示了相同的过程。


输出:

20

注意:智能指针在资源管理(例如文件句柄或网络套接字)中也很有用。

智能指针的类型:

unique_ptr

如果您使用的是唯一指针,则如果创建了一个对象并且指针P1指向该对象,则只有一个指针可以同时指向该对象。因此,我们无法与其他指针共享,但是可以通过删除P1将控件转移到P2。


shared_ptr

如果您正在使用shared_ptr,则一次可以有多个指针指向该对象,并且它将使用use_count()方法维护一个引用计数器。


weak_ptr

它与shared_ptr非常相似,不同之处在于它不维护引用计数器。在这种情况下,指针将不会在对象上保持强大的状态。原因是,如果假设指针持有该对象并请求其他对象,则它们可能会形成死锁。

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