一:背景
我们聊到了C++的auto_ptr,有朋友说已经在C++17中被弃用了,感谢朋友提醒,今天我们来聊一下C++11中引入的几个智能指针。
unique_ptrshad_ptrweak_ptr
看看它们都怎么玩。
二:三大智能指针详解
1.unique_ptr
在说auto_ptr的时候聊过一个术语叫控制权转移,言外之意就是下面的代码会访问违例。
voidtest(){ int*i=newint(10); auto_ptrintptr1(i); auto_ptrintptr2=ptr1;//将ptr1的控制台送给了ptr2 cout*ptr1endl;}intmain(){ test();}
这段代码用了赋值运算符,可能是程序员的无心之举,却引来程序的崩溃,那能不能规避下这种无心的行为呢?当然是可以的,屏蔽掉auto_ptr中的赋值运算符不就可以了哈,C++中的unique_ptr就是这么实现的,可以看下源码。
classunique_ptr{public: unique_ptr(constunique_ptr)=delete; unique_ptroperator=(constunique_ptr)=delete;};
可以看到,unique_ptr将=,复制构造函数都给屏蔽了,所以再硬写的话,必然是报错。
2.shad_ptr
这个算是纯正的引用计数,高级语言中的引用跟踪经常会拿它做比较,说它存在循环引用等各种问题。
在循环引用之前,先说下它的简单用法。
voidtest(){ int*i=newint(10); shad_ptrintptr1(i); shad_ptrintptr2=ptr1; shad_ptrintptr3=ptr2; printf("ptr.fcnt=%d,ptr2.fcnt=%d,ptr3.fcnt=%d\n", ptr1.use_count(), ptr2.use_count(), ptr3.use_count());}intmain(){ test();}
再看下源码,大概在内部共同维护了对_Ref_count_base引用。
class_Ref_count_base{private: _Atomic_counter_t_Uses=1; _Atomic_counter_t_Weaks=1;}
很显然当所有的析构函数将_Uses降为0的时候就会对i进行释放,参考源码如下:
classshad_ptr:public_Ptr_base_Ty{ ~shad_ptr()noexcept{//leasesource this-_Decf(); }}class_Ref_count_base{ void_Decf()noexcept{//decmentusecount if(_MT_DECR(_Uses)==0){ _Destroy(); _Decwf(); } }}
原理大概摸清楚了,接下来看下循环引用,它最大的问题就是让_Uses永远也不会为0,
#includeiostam#includestringusingnamespacestd;classBClass;classAClass{public: inti=10; shad_ptrBClassb;};classBClass{public: inti=11; shad_ptrAClassa;};voidtest(){ AClass*a=newAClass(); BClass*b=newBClass(); shad_ptrAClassaclass(a); shad_ptrBClassbclass(b); aclass-b=bclass; bclass-a=aclass; printf("a.fcnt=%d,b.fcnt=%d,a=%x,b=%x\n",aclass.use_count(),bclass.use_count(),(*a),(*b));}intmain(){ test();}
接下来可以在main方法结束的地方观察a,b所有的heap块的内存内容是否被释放?可以清楚的看到还在那里。。.如下图所示:
这就是循环引用造成的问题,这时候就需要用到weak_ptr了。
3.weak_ptr
弱引用就是它的引用不改变对原对象中_Uses的引用,接下来将AClass和BClass中的shad_ptr改成weak_ptr版。
classAClass{public: inti=10; weak_ptrBClassb;};classBClass{public: inti=11; weak_ptrAClassa;};
从图中可以看到,此时fcnt=1,再观察下地址0xf71a8的内容,可以发现已经被释放啦。
好了,今天我们就聊这么多,希望对大家有帮助。