C++11新特性之智能指针(shared_ptr/unique_ptr/weak_ptr)

2020-01-06 15:41:13王振洲

shared_ptr基本用法

shared_ptr采用引用计数的方式管理所指向的对象。当有一个新的shared_ptr指向同一个对象时(复制shared_ptr等),引用计数加1。当shared_ptr离开作用域时,引用计数减1。当引用计数为0时,释放所管理的内存。

这样做的好处在于解放了程序员手动释放内存的压力。之前,为了处理程序中的异常情况,往往需要将指针手动封装到类中,通过析构函数来释放动态分配的内存;现在这一过程就可以交给shared_ptr去做了。

一般我们使用make_shared来获得shared_ptr。


cout<<"test shared_ptr base usage:"<<endl;
shared_ptr<string> p1 = make_shared<string>("");
if(p1 && p1->empty())
*p1 = "hello";

auto p2 = make_shared<string>("world");
cout<<*p1<<' '<<*p2<<endl;

cout<<"test shared_ptr use_count:"<<endl;
cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<endl;

auto p3 = p2;
cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<"tp3 cnt:"<<p3.use_count()<<endl;
p2 = p1;
cout<<"p1 cnt:"<<p1.use_count()<<"tp2 cnt:"<<p2.use_count()<<"tp3 cnt:"<<p3.use_count()<<endl;

shared_ptr和new

shared_ptr可以使用一个new表达式返回的指针进行初始化。


cout<<"test shared_ptr and new:"<<endl;
shared_ptr<int> p4(new int(1024));
//shared_ptr<int> p5 = new int(1024); // wrong, no implicit constructor
cout<<*p4<<endl;

但是,不能将一个new表达式返回的指针赋值给shared_ptr。

另外,特别需要注意的是,不要混用new和shared_ptr!


void process(shared_ptr<int> ptr)
{
cout<<"in process use_count:"<<ptr.use_count()<<endl;
}

cout<<"don't mix shared_ptr and normal pointer:"<<endl;
shared_ptr<int> p5(new int(1024));
process(p5);
int v5 = *p5;
cout<<"v5: "<<v5<<endl;

int *p6 = new int(1024);
process(shared_ptr<int>(p6));
int v6 = *p6;
cout<<"v6: "<<v6<<endl;

上面的程序片段会输出:

in process use_count:2
v5: 1024
in process use_count:1
v6: 0
可以看到,第二次process p6时,shared_ptr的引用计数为1,当离开process的作用域时,会释放对应的内存,此时p6成为了悬挂指针。

所以,一旦将一个new表达式返回的指针交由shared_ptr管理之后,就不要再通过普通指针访问这块内存!

shared_ptr.reset

shared_ptr可以通过reset方法重置指向另一个对象,此时原对象的引用计数减一。