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C++ 智能指针学习

时间:2017-06-07 17:29:57      阅读:210      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:自动   void   font   count()   移动   wrap   .com   执行   导致   

 C++ Code 
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/*
    SmartPtr.cpp
    Author: Michael Joessy
    Date: 2017-06-07
    Marks: C++里面的四个智能指针: auto_ptr, shared_ptr, weak_ptr, unique_ptr;
           其中后三个是C++11支持,并且第一个已经被C++11弃用。

    为什么要使用智能指针:
    我们知道C++的内存管理是让很多人头疼的事,当我们写一个new语句时,一般就会立即把delete语句直接也写了;
    但是我们不能避免程序还未执行到delete时就跳转了或者在函数中没有执行到最后的delete语句就返回了;
    如果我们不在每一个可能跳转或者返回的语句前释放资源,就会造成内存泄露。
    使用智能指针可以很大程度上的避免这个问题:
    因为智能指针就是一个类,当超出了类的作用域是,类会自动调用析构函数,析构函数会自动释放资源。
*/


#include <memory>
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;
using namespace std::tr1;

//auto_ptr      http://www.cplusplus.com/reference/memory/auto_ptr/
//unique_ptr    http://www.cplusplus.com/reference/memory/unique_ptr/
//share_ptr     http://www.cplusplus.com/reference/memory/share_ptr/
//weak_ptr      http://www.cplusplus.com/reference/memory/weak_ptr/
class TestSmartPtr
{
public:
    TestSmartPtr(string str)
    {
        m_str = str;
        cout << 
"TestSmartPtr creat\n";
    }
    ~TestSmartPtr()
    {
        cout << 
"TestSmartPtr delete:" << m_str <<endl;
    }
    string& getStr()
    {
        
return m_str;
    }
    
void setStr(string str)
    {
        m_str = str;
    }
    
void print()
    {
        cout << m_str << endl;
    }
private:
    string m_str;
};


class classB;
class classA
{
public:
    
//shared_ptr<classB> pB_;
    weak_ptr<classB> pB_;
    ~classA()
    {
        cout << 
"classA delete\n";
    }
};
class classB
{
public:
    shared_ptr<classA> pA_;
    ~classB()
    {
        cout << 
"classB delete\n";
    }
};


int main(void)
{
    
//auto_ptr
    /*成员函数get()返回一个原始的指针,成员函数reset()重新绑定指向的对象,而原来的对象则会被释放
      判断一个智能指针是否为空应该使用if(pTestAutoPtr.get() == NULL)
      成员函数release()只是把智能指针赋值为空,但是它原来指向的内存并没有被释放,相当于它只是释放了对资源的所有权
      当我们想要在中途释放资源,而不是等到智能指针被析构时才释放,我们可以使用pTestAutoPtr.reset(); 语句。
    */

#if 0
    auto_ptr<TestSmartPtr> pTestAutoPtr(
new TestSmartPtr("315"));
    
if(pTestAutoPtr.get() == NULL)
    {
        cout << 
"pTestAutoPtr = NULL\n";
    }
    pTestAutoPtr->setStr(
"Michael ");
    pTestAutoPtr->print();
    pTestAutoPtr.get()->print();
    pTestAutoPtr->getStr() += 
"Joessy !";
    (*pTestAutoPtr).print();
    pTestAutoPtr.reset(
new TestSmartPtr("315"));
    pTestAutoPtr->print();
    pTestAutoPtr.release();
#endif
    
//unique_ptr
    /*unique_ptr 是一个独享所有权的智能指针,它提供了严格意义上的所有权,包括:
    1、拥有它指向的对象
    2、无法进行复制构造,无法进行复制赋值操作。即无法使两个unique_ptr指向同一个对象。但是可以进行移动构造和移动赋值操作
    3、保存指向某个对象的指针,当它本身被删除释放的时候,会使用给定的删除器释放它指向的对象
    unique_ptr 可以实现如下功能:
    1、为动态申请的内存提供异常安全
    2、动态申请的内存所有权传递给某函数
    3、从某个函数返回动态申请内存的所有权
    4、在容器中保存指针
    5、auto_ptr应该具有的功能
    */

#if 0
    unique_ptr<
int> up(p);
    unique_ptr<TestSmartPtr> pTestUniquePtr1(
new TestSmartPtr("123"));
    unique_ptr<TestSmartPtr> pTestUniquePtr2(
new TestSmartPtr("456"));
    pTestUniquePtr1->print();
    pTestUniquePtr2 = std::move(pTestUniquePtr1);   
//不能直接pTestUniquePtr2 = pTestUniquePtr1
    if(pTestUniquePtr1 == NULL)
    {
        cout << 
"pTestUniquePtr1 = NULL\n";
    }
    TestSmartPtr* p = pTestUniquePtr2.release();
    p->print();
    pTestUniquePtr1.reset(p);
    pTestUniquePtr1->print();
#endif
    
//share_ptr
    /* 从share中就可以看出资源可以被多个指针共享,它使用计数机制来表明资源被几个指针共享。
    可以通过成员函数use_count()来查看资源的所有者个数。
    除了可以通过new来构造,还可以通过传入auto_ptr, unique_ptr,weak_ptr来构造。
    当我们调用release()时,当前指针会释放资源所有权,计数减一。
    当计数等于0时,资源会被释放。
    */

#if 0
    shared_ptr<TestSmartPtr> pTestSharePtr1(
new TestSmartPtr("123"));
    shared_ptr<TestSmartPtr> pTestSharePtr2(
new TestSmartPtr("456"));
    cout << pTestSharePtr2->getStr()<<endl;
    cout << pTestSharePtr2.use_count()<<endl;
    pTestSharePtr1 = pTestSharePtr2;            
//"456"引用次数加1,"123"销毁
    pTestSharePtr1->print();
    cout << pTestSharePtr2.use_count() << endl;
    cout << pTestSharePtr1.use_count() << endl;
    pTestSharePtr1.reset();
    pTestSharePtr2.reset();                     
//此时"456"销毁
#endif
    
//weak_ptr
    /*weak_ptr是用来解决shared_ptr相互引用时的死锁问题;
    如果说两个shared_ptr相互引用,那么这两个指针的引用计数永远不可能下降为0,资源永远不会释放。
    它是对对象的一种弱引用,不会增加对象的引用计数,和shared_ptr之间可以相互转化;
    shared_ptr可以直接赋值给它,它可以通过调用lock函数来获得shared_ptr。
    */

#if 0
    shared_ptr<classB> pB(
new classB());
    shared_ptr<classA> pA(
new classA());
    pB->pA_ = pA;
    pA->pB_ = pB;
    cout << pB.use_count() << endl;
    cout << pA.use_count() << endl;
#endif
    
/*说明:
    pA与pB之间互相引用,两个资源的引用计数为2;
    当要跳出函数时,智能指针pA与pB析构时两个资源引用计数会减一;
    但是两者引用计数还是为1,导致跳出函数时资源没有被释放(classA与classB的析构函数没有被调用).
    
    如果把其中一个改为weak_ptr就可以了,我们把类A里面的shared_ptr<B> pB_; 改为weak_ptr<B> pb_;
    这样的话,资源classB的引用开始就只有1;
    当pB析构时,B的计数变为0,B得到释放;
    B释放的同时也会使A的计数减一;
    同时pa析构时使A的计数减一,那么A的计数为0,A得到释放。
    */



    cin.get();
    
return 0;
}

C++ 智能指针学习

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