C++中auto_ptr智能指针的用法详解

2020-01-06 15:29:27刘景俊

auto_ptr用法:

1. 需要包含头文件<memory>。

2. Constructor:explicit auto_ptr(X* p = 0) throw(); 将指针p交给auto_ptr对象托管。

3. Copy constructor:auto_ptr(const auto_ptr&) throw(); template<class Y> auto_ptr(const auto_ptr<Y>& a) throw(); 指针的托管权会发生转移。

4. Destructor: ~auto_ptr(); 释放指针p指向的空间。

5. 提供了两个成员函数 X* get() const throw(); //返回保存的指针

6. 对象中仍保留指针 X* release() const throw(); //返回保存的指针,对象中不保留指针

auto_ptr实现关键点:

1. 利用特点“栈上对象在离开作用范围时会自动析构”。

2. 对于动态分配的内存,其作用范围是程序员手动控制的,这给程序员带来了方便但也不可避免疏忽造成的内存泄漏,毕竟只有编译器是最可靠的。
3. auto_ptr通过在栈上构建一个对象a,对象a中wrap了动态分配内存的指针p,所有对指针p的操作都转为对对象a的操作。而在a的析构函数中会自动释放p的空间,而该析构函数是编译器自动调用的,无需程序员操心。

多说无益,看一个最实用的例子:


<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="cpp">#include <iostream> #include <memory> using namespace std; class TC { public: TC(){cout<<"TC()"<<endl;} ~TC(){cout<<"~TC()"<<endl;} }; void foo(bool isThrow) { auto_ptr<TC> pTC(new TC); 
// 方法2 //TC *pTC = new TC; 
// 方法1 try { if(isThrow) throw "haha"; } catch(const char* e) { //delete pTC; // 方法1 throw; } //delete pTC; // 方法1 } int main() { try { foo(true); } catch(...) { cout<<"caught"<<endl; } system("pause"); }</textarea>

1. 如果采用方案1,那么必须考虑到函数在因throw异常的时候释放所分配的内存,这样造成的结果是在每个分支处都要很小心的手动 delete pTC;。

2. 如果采用方案2,那就无需操心何时释放内存,不管foo()因何原因退出, 栈上对象pTC的析构函数都将调用,因此托管在之中的指针所指的内存必然安全释放。
至此,智能指针的优点已经很明了了。

但是要注意使用中的一个陷阱,那就是指针的托管权是会转移的。 例如在上例中,如果 auto_ptr<TC> pTC(new TC); auto_ptr<TC> pTC1=pTC; 那么,pTC1将拥有该指针,而pTC没有了,如果再用pTC去引用,必然导致内存错误。

要避免这个问题,可以考虑使用采用了引用计数的智能指针,例如boost::shared_ptr等。auto_ptr不会降低程序的效率,但auto_ptr不适用于数组,auto_ptr根本不可以大规模使用。 shared_ptr也要配合weaked_ptr,否则会很容易触发循环引用而永远无法回收内存。 理论上,合理使用容器加智能指针,C++可以完全避免内存泄露,效率只有微不足道的下降(中型以上程序最多百分之一)。