C++11 智能指標

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1、C++98的智能指標

2、C++11的智能指標

智能指標本質是一個模板類

（1）三種智能指標

標頭檔 <memory>

unique_ptr 共用的智能指標

shared_ptr 獨佔的智能指標

weak_ptr 弱引用的智能指標

（2）explict關鍵字

C++11之後的智能指標的建構函式都有explict關鍵詞修飾，表明它不能被隱式的類型轉換。

shared_ptr<int> p1 = new int(1024);

//編譯不過，因為等號左邊是一個類對象，等號右邊是一個int*的指標，因為有explict修飾，所以它不能被隱式的轉換為shared_ptr<int>的類型

shared_ptr<int> p2(new int(1024)); //這種是直接採用了初始化的形式

shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>(1024); //也可以用make_shared類

3、unique_ptr

持有對對象的專屬權，同一時刻只能有一個unique_ptr指向給定對象（通過禁止拷貝語義、只有移動語意來實現）。

unique_ptr指標本身的生命週期：從unique_ptr指標建立時開始，直到離開範圍。離開範圍時，若其指向對象，則將其所指對象銷毀(預設使用delete操作符，使用者可指定其他動作)。

unique_ptr指標與其所指對象的關係：在智能指標生命週期內，可以改變智能指標所指對象，如建立智能指標時通過建構函式指定、通過reset方法重新指定、通過release方法釋放所有權、通過移動語意轉移所有權。

（1）類內部重載了*運算子，可以像指標那樣訪問所分配的堆記憶體

（2）由於其獨佔性，不能與其他unique_ptr對象共用所指向的堆記憶體

（3）up1隻能通過move語義把記憶體指向的所有權給另一個對象up2，然後up1自己就失去所有權，此時程式運行中再訪問up1時會出錯。

（4）使用類成員reset可以釋放其指向的堆記憶體

up2釋放之後，再對up1調用reset不會發生執行階段錯誤

再對 *up2 訪問的時候發生執行階段錯誤

4、shared_ptr

shared_ptr多個指標指向相同的對象。shared_ptr類內部使用引用計數，每一個拷貝的shared_ptr類對象都指向相同的記憶體。每拷貝一次，內部的引用計數加1，每析構一次，內部的引用計數減1，減為0時，自動刪除所指向的堆記憶體。shared_ptr內部的引用計數是安全執行緒的，但是對象的讀取需要加鎖。

get函數擷取原始指標，注意不要用一個原始指標初始化多個shared_ptr，否則會造成二次釋放同一記憶體。

注意避免循環參考，shared_ptr的一個最大的陷阱是循環參考，迴圈，循環參考會導致堆記憶體無法正確釋放，導致記憶體流失。循環參考在weak_ptr中介紹。

（1）使用make_shared構造對象的區別

盡量使用 make_shared 和 make_unique（C++14才有），少用 new

make_shared 和 new 都是申請堆記憶體，make_shared 優點是效率高（申請記憶體次數少），避免記憶體流失，缺點是建構函式是保護或私人時,無法使用 make_shared，對象的記憶體可能無法及時回收。

方式1：

兩次記憶體申請

方式2：

一次記憶體申請

（2）拷貝和賦值

拷貝使得對象的引用計數增加1，賦值使得原對象引用計數減1，當計數為0時，自動釋放記憶體。後來指向的對象引用計數加1，指向後來的對象。

對比unique_ptr，把堆記憶體共用給其他對象sp2後，再訪問sp1不會發生執行階段錯誤，只是引用計數發生變化。

（3）對比unique_ptr，用reset釋放sp1，訪問sp2不會發生執行階段錯誤

5、weak_ptr

兩個作用：記錄對象是否存在，解決shared_ptr環形依賴問題

（1）記錄對象是否存在

weak_ptr的對象是用來指向shared_ptr對象指向的記憶體，通過它的成員lock函數用來判斷shared_ptr指向的資料記憶體是否還存在。

調用lock函數能夠返回一個有效shared_ptr指標（即shared_ptr指向的堆記憶體不是空的），如果引用計數為0，則返回null 指標nullptr。

（2）解決shared_ptr環形依賴問題

6、make_shared 的缺點

具體下面部落格有說明：

72886630

https://www.cnblogs.com/shengjianjun/p/3691928.html

 

參考部落格：https://www.cnblogs.com/wxquare/p/4759020.html

56773039

https://www.cnblogs.com/shengjianjun/p/3691928.html

C++11 智能指標