智能指针 shared_ptr

2020-06-07 13:07:47 阅读：199 来源： 互联网

一、语法：

shared_ptr p(new int(100)); // 正确！显示构造，直接初始化
shared_ptr p = new int(100); // 错误！智能指针是explicit，不可用隐式类型转换，必须直接用初始化

二、简介：

//常见的几种智能指针 shared_ptr, unique_ptr, weak_ptr，都是类模板，需要用<> 指定指向的类型
shared_ptr // 共享式指针，多个指针指向同一个对象时，最后一个指针销毁时，这个对象会被销毁, 有额外开销
weak_ptr   //辅助shared_ptr 工作
unique_ptr //独占式指针，同一个时间内，只有一个指针指向该对象，该对象的所有权可以移交出去

三、引用计数
1、工作原理：引用计数，当有新的shared_ptr 指向该对象时，引用计数+1，当shared_ptr 指针被析构的时候，引用计数-1

2、引用计数增加的情况：
（1）shared_ptr 创建

shared_ptr p1(new int(100));
shared_ptr p2 = std::make_shared(100); // 可以用 make_shared 来初始化智能指针
shared_ptr p3(p1);    // 注意，裸指针智能初始化一个智能指针，不能用于初始化多个智能指针，一般用智能指针去初始化其他智能指针

（2）作为实参往函数中传递，传值会增加，传引用不会

（3）作为函数的返回值

3、引用计数减少的情况：

（1）shared_ptr  //析构的时候（局部的shared_ptr 离开其作用域）
（2）shared_ptr  //指向其他对象
（3）p = nullptr; // 将智能指针置空，同时引用计数-1，若引用计数为0，则释放其指向的内存
// 当一个shared_ptr 引用计数从1变成0，它会自动释放自己所管理的内存

四、shared_ptr 的常用操作

shared_ptr p1;
（1）use_count(); // 返回多少个智能指针指向某个对象
int i = p1.use_count();
（2）unique();   // 如果只有一个智能指针指向某个对象返回true, 否则false
p1.unique();
（3）reset(); //
（3.1）pi.reset();   // 将pi 置空，如果原来pi 计数为1，释放该内存，如果计数不为1，则引用计数-1，《没有释放》其指向的内存
（3.2）pi.reset(new int(1)); // 将pi 指向新的内存，如果原来pi 计数为1，释放该内存，如果计数不为1，则引用计数-1，《没有释放》其指向的内存
（4） * 解引用，与普通指针相同
（5）get(); // 返回裸指针
小心使用，shared_ptr可能会释放裸指针所指向的内存

五、自定义删除器
1) 我们可以自定义删除器，取代系统提供的默认删除器（系统默认应该只是delete该指针）
2) 当智能指针需要删除所指向的对象时，编译器会调用我们自己指定的删除器
3) 删除器是和一块内存对应的，初始化之后，内存的释放智能用指定的删除器，没有指定就是用默认的
4) std::make_shared 不能指定删除器，所以智能用new这种方式来初始化的时候指定删除器
例子：
（1）删除器可以是函数

void MyDelete(int* p)
{
    // 自定义操作
    delete p; // 因为取代了系统默认的删除器，所以需要自己手动释放
}
shared_ptr p1(new int(100), MyDelete); // 删除器在指针初始化的时候，作为删除传给该指针

（2）删除器也可以是lambda 表达式

shared_ptr p1(new int(100), [](int* p) {
// 自定义操作
delete p;
});
// 注意：系统默认的删除器，只是删除裸指针，即delete p ，当智能指针指向的是动态分配的数组时，默认的删除器还是delete p， 而不是delete []p。

（3）能够正常释放动态分配数组的情况
（3.1）

shared_ptr p1(new T[10], [](int* p) {
    // 自定义操作
    delete []p;
});

（3.2）std::default_delete 模板类

shared_ptr p1(new T[10], std::default_delete<T[]>());

（3.3）C++17 的新写法

shared_ptr<T[]> p1(new T[10]);

六、一些错误使用情况

1、用裸指针构造临时的智能指针形参

// 假设函数 void myfun(shared_ptr sp);
// 错误示范：
int* p = new int(10);
myfun(shared_ptr(p)); //用p构造临时的智能指针形参，
//在出了这个函数之后指针指针所指的内存会被释放掉，则原来裸指针p 所指的内存会被释放掉，会出现空指针
// 正确使用：
shared_ptr ps(p);
myfun(ps);
// 小结：将一个裸指针绑定到一个shared_ptr上, 内存的管理的任务就交给了shared_ptr, 之后就不应该在使用裸指针来访问该段内存
// 如果之后仍想使用裸指针，则在赋值shared_ptr 时，应该用裸指针的Clone();

2、不能用裸指去初始化多个智能指针

// 不能用一个裸指针去初始化多个智能指针，也不能用裸指针去赋值多个智能指针，最好都是用智能指针去初始化，或者赋值智能指针。
// 错误示例：
int* p = new int(10);
shared_ptr p1(p);
shared_ptr p2(p); // 正确写法： shared_ptr p2(p1); // 用智能指针去初始化另一个智能指针
// 初始化形成的两个智能指针的引用计数都是1，说明这两个智能指针无关联
// 这样的话，程序结束的时候p 指向的内存会被释放两次，导致程序错误。

3、.get()函数的使用

（1）不能delete .get()返回的裸指针
（2）不能用.get()返回的裸指针去初始化其他智能指针，原因同上一点的注意事项

4、不要把类对象指针（this）作为shared_ptr 返回，改用enable_shared_from_this

// 用法：
class T ：public enable_shared_from_this // enable_shared_from_this 标准库类模板
{
    public:
    void GetSelf(){
　　　　return shared_from_this();
　　　　// 如果直接返回shared_ptr(this); 则使用裸指针去初始化指针指针，会导致（1）中的问题
　　}
}
// 调用：
shared_ptr pt1(new T);
shared_ptr pt2 = pt1->GetSelf();
// 原理：enable_shared_from_this 中有一个弱指针（weak_ptr）监视this，在调用shared_from_this()方法时，
// 内部会调用weak_ptr 的lock()方法，会让shared_ptr 引用计数+1，同时返回这个shared_ptr。
// 小结：不能用裸指针去初始化两个或两个以上的智能指针，超过一个的指针指针都需要用智能指针去初始化

七、性能问题
1、移动语义

// 移动构造函数快过复制构造函数，移动复制运算符快过拷贝赋值运算符；
shared_ptr pt1(new T);
shared_ptr pt2(std::move(p1)); // p1指针变成空，pt2所指向的内存引用计数仍为1；

标签：初始化,智能,new,shared,ptr,指针
来源： https://www.cnblogs.com/zhiminzeng/p/13060196.html

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