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第61课 智能指针类模板

时间:2016-07-02 13:05:55      阅读:157      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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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

第61课 智能指针类模板

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原文地址:http://www.cnblogs.com/5iedu/p/5635083.html

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