【C++学习笔记 20】C++中的智能指针

2024-09-09 06:44
文章标签 c++ 指针 学习 笔记 智能 20

本文主要是介绍【C++学习笔记 20】C++中的智能指针,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

智能指针的功能

在上一篇笔记提到了在栈和堆上创建变量的区别,使用new关键字创建变量时,需要搭配delete关键字销毁变量。而智能指针的作用就是调用new分配内存时,不必自己去调用delete,甚至不用调用new。 智能指针实际上就是对原始指针的包装。

unique_ptr

最简单的智能指针,是一种作用域指针,意思是当指针超出该作用域时,会自动调用delete。它名为unique的原因是这个指针不能被复制,因为赋值该指针意味着有两个指针指向同一个内存,当其中一个指针被销毁,它会释放那块内存,因此指向相同内存的另一个指针,指向的会是一个被释放的内存,因此不能复制unique_ptr

举个例子

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>class Entity
{
public:Entity(){std::cout << "Created Entity!" << std::endl;}~Entity(){std::cout << "Destroyed Entity" << std::endl;}
};int main() {{std::unique_ptr<Entity> e(new Entity());}std::cin.get();
}

使用上述代码就可以实现智能指针的功能,值得一提的是,必须显式调用构造函数,因为unique_ptr是显式定义的。其实有一种更推荐的创建unique_ptr的方法。

{std::unique_ptr<Entity> e = std::make_unique<Entity>();
}

这样做的主要是出于异常安全考虑。

shared_ptr

如果想要对指针进行引用,可以使用shared_ptr,它的实现方式取决于编译器和其使用的标准库,大多数会使用引用计数实现。顾名思义,它是一种跟踪统计指针有多少引用的方法,一旦计数为0,它就会被删除。

{std::shared_ptr<Entity> sharedE = std::make_shared<Entity>();
}

可以这样进行创建。在unique_ptr中不调用new的原因是异常安全。 shared_ptr 则是因为其会额外分配一块叫做控制块的内存,用以存储引用计数,如果先使用new,在将new出来的指针传给shared_ptr的构造函数,那么就会有两次内存分配,使用make_shared可以将这两步结合起来,这样效率更高。

举个例子

{std::shared_ptr<Entity> e0;{std::shared_ptr<Entity> sharedE = std::make_shared<Entity>();e0 = sharedE;}
}

当离开内部的作用域时,sharedE 指针并未被摧毁,因为e0指针保持对它的引用,当离开外层的作用域时,指针才被摧毁。
另外,可以搭配weak_ptr使用shared_ptr,其特点在于将指针赋给weak_ptr不会增加引用计数。它不会保证指针的存活。
使用智能指针可以自动化内存管理,往往非常有用,优先使用unique_ptr,它的花销更低,其次才是shared_ptr


教程来源:The Cherno C++ 教程

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http://www.chinasem.cn/article/1150449

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