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- C++智能指针,指针容器原理及简单实现(auto_ptr,scoped_ptr,ptr_vector).
- auto_ptr
- scoped_ptr
- ptr_vector
C++智能指针,指针容器原理及简单实现(auto_ptr,scoped_ptr,ptr_vector).
前言
最近再写一个muduo的异步日志接触了很多智能指针，但是又不打算用boost库，只好模一个来用用了.
智能指针的本质即用栈上对象来管理堆上数据的生命周期.
智能指针本身是一个对象,它在栈上创建,构造的时候分配堆上资源,析构的时候释放资源，这样就避免了堆上数据资源泄露的情况.
同时重载它的-> 和 * 运算符实现如同裸指针一样的操作.
下面看看几个局部智能指针对象的实现代码。
auto_ptr
auto_ptr特点: 实现拷贝构造函数, 重载 = 运算符, 实现->、* 运算符, 使它能够像普通指针一样 使用,
同时通过release() 和 reset() 方法实现安全的转移使用权 .
#ifndef _AUTO_PTR_HH
#define _AUTO_PTR_HH
template
class auto_ptr{
public:
explicit auto_ptr(T* p = 0):m_ptr(p){printf("1\n");
}
auto_ptr(auto_ptr& obj):m_ptr(obj.release()){printf("2\n");
}
auto_ptr& operator=(auto_ptr& obj){printf("3\n");
reset(obj.release());
return *this;
}
~auto_ptr(){printf("4\n");
delete m_ptr;
}
T* release(){
T* tmp = m_ptr;
m_ptr = 0;
return tmp;
}
void reset(T* p){
if(m_ptr != p)
delete m_ptr;
m_ptr = p;
}
T* get() const {
return m_ptr;
}
T* operator->(){
return get();
}
T& operator*(){
return *get();
}
private:
T* m_ptr;
};
#endif 测试代码：
#include "ScopePtr.hh"
#include "auto_ptr.hh"
#include
class NonCopyable
{
protected: //构造函数可以被派生类调用，但不能直接构造对象
NonCopyable() {printf("Nocopy Constroctr\n");}
~NonCopyable() {printf("~Nocopy DeConstroctr\n");}
private:
NonCopyable(const NonCopyable &);
const NonCopyable &operator=(const NonCopyable &);
};
class Test// : private NonCopyable{
{public:
Test(){printf("Constroctr\n");}
~Test(){printf("~DeConstroctr\n");}
};
int main(){
//scoped_ptr st(new Test);
auto_ptr ap1(new Test);
auto_ptr ap2(new Test);
auto_ptr ap3(ap2);
ap2 = ap3;
getchar();
return 0;
}
Constroctr
1
Constroctr
1
2
3
4
4
~DeConstroctr
4
~DeConstroctr
scoped_ptr
这个是boost库里面的东西,它和auto_ptr正相反: 将拷贝构造和=重载 都配置为私有,已达到不允许转移拥有权的目的.
#ifndef _SCOPE_PTR_HH
#define _SCOPE_PTR_HH
// scoped_ptr mimics a built-in pointer except that it guarantees deletion
// of the object pointed to, either on destruction of the scoped_ptr or via
// an explicit reset(). scoped_ptr is a simple solution for simple needs;
// use shared_ptr or std::auto_ptr if your needs are more complex.
/*
scoped_ptr 是局部智能指针 不允许转让所有权。
*/
template
class scoped_ptr
{
public:
scoped_ptr(T *p = 0) :m_ptr(p) {
}
~scoped_ptr(){
delete m_ptr;
}
T&operator*() const {
return *m_ptr;
}
T*operator->() const {
return m_ptr;
}
void reset(T *p)//拥有权不允许转让 但是可以让智能指针指向另一个空间
{
if (p != m_ptr && m_ptr != 0)
delete m_ptr;
m_ptr = p;
}
T* get(){
return m_ptr;
}
private://将拷贝构造和赋值 以及判等判不等 都设置为私有方法
//对象不再能调用，即不能拷贝构造和赋值 也就达到了不让转移拥有权的目的
scoped_ptr(const scoped_ptr &y);
scoped_ptr operator=(const scoped_ptr &);
void operator==(scoped_ptr const &) const;
void operator!=(scoped_ptr const &) const;
T* m_ptr;
};
#endif ptr_vector
这个也是boost里面的东西,如果我们光放对象指针到vector里面,容器析构的时候虽然会析构自己开辟出来的存放指针的空间,但不会析构指针本身指向的空间,于是有了这个容器.
#ifndef _PTR_VECTOR_HH
#define _PTR_VECTOR_HH
#include "auto_ptr.hh"
#include
template
class ptr_vector : public std::vector{
public:
~ptr_vector(){
clear();
}
void clear(){
typename std::vector::iterator it;
for(it = std::vector::begin(); it != std::vector::end(); ++it){
delete *it;//释放指针指向的内存.
}
/*
for(size_t i = 0; i < std::vector::size(); ++i){
delete std::vector::back();
}*/
std::vector::clear(); //释放指针本身.
}
typename std::vector::iterator erase(typename std::vector::iterator it){
if(it >= std::vector::begin() && it < std::vector::end()){
delete *it;
std::vector::erase(it);
}
}
void pop_back(){
if(std::vector::size() > 0){
delete std::vector::back();
std::vector::pop_back();
}
}
void push_back(T* const &v){
auto_ptr ap(v);
std::vector::push_back(v);
ap.release();
}
void push_back(auto_ptr &v){
std::vector::push_back(v.get());
v.release();
}
};
#endif 测试代码：
class Test// : private NonCopyable{
{public:
Test(int a = 99):a(a){printf("Constroctr\n");}
~Test(){printf("~DeConstroctr\n");}
int get(){return a;}
private:
int a;
};
int main(){
auto_ptr ap1(new Test(0));
auto_ptr ap2(new Test(1));
auto_ptr ap3(new Test(2));
printf("%d\n", ap1->get());
ptr_vector apv;
apv.push_back(ap1);
apv.push_back(ap2);
apv.push_back(ap3);
printf("%d %lu \n", apv.front()->get(),apv.size());
/*
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
*/
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
ptr_vector::iterator it = apv.begin();
apv.erase(it);
printf("%lu\n", apv.size());
getchar();
return 0;
}
Constroctr
Constroctr
Constroctr
0
0 3
~DeConstroctr
2
~DeConstroctr
1
~DeConstroctr本文主介绍了智能指针的本质,及两种简单的智能指针实现与一个指针容器的实现.
事实上现在auto_ptr用的不多，如果没对原来传进来的指针进行处理，转移后,原来的指针为空了，如果有人去使用既会造成问题。
vector也存在很多问题，pop_back()一个空的容器,vector里面照样会做--size,这时候容器大小从0就变成了无限大，后果无法预料，.本例中对这种情况进行了处理. pop_back()一个空的vector将什么都不做. 但是vector用法还是有讲究的，不然容易造成问题.