shared_ptr虽然方便,但是它有着一个致命的缺陷就是循环引用问题,因为shared_ptr本身并没有能力解决这个问题,所以我们又引入了弱指针weak_ptr来辅助shared_ptr解决这个问题。
那么循环引用又是什么场景?
举个栗子:
假设现在我们要创建一个双向整形链表,但是这个链表的指针域全部都用shared_ptr维护:
struct Node
{
int _data;
shared_ptr<Node> _next;
shared_ptr<Node> _prev;
}
假设现在先创建两个结点,并用shared_ptr维护这两个结点:
shared_ptr<Node> sp1(new Node);
shared_ptr<Node> sp2(new Node);
现在将这两个指针互相连接:
sp1->_next=sp2;
sp2->prev=sp1;
为了解决循化引用问题,我们又引入了weak_ptr弱指针,用来辅助shared_ptr。注意weak_ptr不能单独使用,必须辅助shared_ptr才能使用。weak_ptr是一种不控制所指向对象生存周期的智能指针,它指向一个由shared_ptr管理的对象,将一个weak_ptr绑定到一个shared_ptr不会改变shared_ptr的引用计数。一但最后一个指向对象的shared_ptr被销毁,对象就会被销毁,即使有weak_ptr指向对象,对象还是会被释放。
例:
所以为了解决上面栗子中的循环引用问题,我们可以将指针域的智能指针声明为弱指针。
struct Node
{
int _data;
weak_ptr<Node> _next;
weak_ptr<Node> _prev;
}
二、定置删除器
一般情况下,我们都用智能指针是用来管理动态内存的,其实智能指针是用来管理资源的,资源很多,动态内存只是资源的一种,比如说我们可以用智能指针来管理文件,那么我们就不能用智能指针默认的删除器了,因为要管理文件的话最后是fclose,而不是delete,所以我们就必须自己定制一个删除器。
例:以管理文件为例,实现定置删除器。
要实现定置删除器,就要用到仿函数:仿函数就是将"()"重载。
//定置删除器的仿函数 struct Fclose { void operator()(void *ptr) { fclose((FILE *)ptr); cout << "fclose()" << endl; } }; void test() { boost::shared_ptr<FILE> sp(fopen("test.txt","w"),Fclose()); //调用构造函数构造一个匿名对象传递过去,文件正常关闭 } 再举一个栗子: 用智能指针管理malloc开辟的动态内存,那么我们在释放的时候就要用free释放: //定置删除器的仿函数 struct Free { void operator()(void *ptr) { free(ptr); } }; void test() { boost::shared_ptr<int> sp((int *)malloc(sizeof(int)),Free()); //能够正确的释放空间 }
三、简单的实现一个有定置删除器的shared_ptr
struct Fclose { void operator()(void *ptr) { fclose((FILE *)ptr); cout << "fclose()" << endl; } }; struct Free { void operator()(void *ptr) { free(ptr); cout << "free()" <<endl; } }; //默认删除器是delete struct DefaultDel { void operator()(void* ptr) { delete ptr; cout << "delete ptr" << endl; } }; template<typename T, typename D = DefaultDel> class SharedPtr //采用引用计数,实现一个可以有多个指针指向同一块内存的类模板,SharedPtr是类模板,不是智能指针类型 { public: SharedPtr(T* ptr, D del = DefaultDel()); SharedPtr(const SharedPtr<T,D>& sp); SharedPtr<T,D>& operator=(SharedPtr<T,D> sp); T& operator*(); T* operator->(); ~SharedPtr(); int Count() { return *_pCount; } private: void Release() { if (--(*_pCount) == 0) { _del(_ptr); delete _pCount; _ptr = NULL; _pCount = NULL; } } private: T* _ptr; int* _pCount; D _del; }; template<typename T, typename D = DefaultDel> SharedPtr<T,D>::SharedPtr(T* ptr,D del) :_ptr(ptr) , _pCount(new int(1)) ,_del(del){} template<typename T, typename D = DefaultDel> SharedPtr<T,D>::SharedPtr(const SharedPtr<T,D>& sp) { _ptr = sp._ptr; _pCount= sp._pCount; ++(*_pCount); } template<typename T, typename D = DefaultDel> SharedPtr<T,D>& SharedPtr<T,D>::operator=(SharedPtr<T,D> sp) { std::swap(sp._ptr,_ptr); std::swap(sp._pCount,_pCount); return *this; } template<typename T, typename D = DefaultDel> T& SharedPtr<T,D>::operator*() { return *_ptr; } template<typename T, typename D = DefaultDel> T* SharedPtr<T,D>::operator->() { return _ptr; } template<typename T, typename D = DefaultDel> SharedPtr<T,D>::~SharedPtr() { Release(); } //测试用例 void test() { SharedPtr<int> sp(new int(1)); SharedPtr<FILE,Fclose> sp1(fopen("test.txt","w"),Fclose()); SharedPtr<string,Free> sp3((string *)malloc(sizeof(string)),Free()); } int main() { test(); system("pause"); return 0; }
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