以一个模拟投资行为(股票、债券)的类为例,其中各种投资类型继承自一个root class Investment:
class Investment{...};
通过工厂函数供应特定的Investment对象:
Investment* createInvestment(); //返回指针,指向Investment继承体系中的动态分配对象
createInvestment的调用对象使用了其返回的对象后,有责任删除它。假设一个f函数履行了这个责任:
void f()
{
Investment* pInv=createInvestment(); //调用工厂函数
...
delete pInv; //释放对象
}
但在某些情况下,f可能无法删除其从createInvestment得来的对象:
后果:无论delete如何被略过去,我们泄漏的不只是内含投资对象的那块内存,还包括那些投资对象所保存的任何资源。
从代码维护的角度,单纯依赖“f总会执行其delete语句”是行不通的。
为确保createInvestment返回的资源总是被释放,可倚赖C++的“析构函数自动调用机制”确保资源被释放。,将资源放进对象内,当控制流离开f,该对象的析构函数会自动释放那些资源。
auto_ptr:类指针(智能指针),析构函数自动对其所指对象调用delete。下面示范使用auto_ptr以避免f函数潜在的资源泄露的可能性:
void f()
{
std::auto_ptr pInv(createInvestment());
...//调用工厂函数,一如以往使用pInv对象,由auto_ptr的析构函数自动删除pInv
}
这个简单的例子示范了“以对象管理资源”的两个关键想法:
由于auto_ptr被销毁时会自动删除它所指之物,所以一定要注意别让多个auto_ptr同时指向同一对象。如果真是那样,对象会被删除一次以上。
为了预防这个问题,auto_ptrs有一个不寻常的性质:若通过copy构造函数或copy assignment操作符复制它们,它们会变成null,而复制所得的指针将取得资源的唯一拥有权!
std::auto_ptr pInv1(createInvestment());//pInv1指向createInvestment返回的对象
std::auto_ptr pInv2(pInv1); //现在pInv2指向对象,pInv1为空
pInv1 = pInv2;//现在pInv1指向对象,pInv2为空
auto_ptr的这种神奇的复制行为,意味着它并非管理动态分配资源的好方法。举个例子,STL容器要求其元素发挥“正常的”复制行为,因此这些容器容不得auto_ptr。
是auto_ptr的替代方案。
所谓RCSP也是个智能指针,持续追踪共有多少对象指向某笔资源,并在无人指向它时自动删除该资源。但RCSPs无法打破环状引用(cycles of references,例如两个其实已经没被使用的对象彼此互指,好像还处在“被使用”状态)。
TR1的tr1::shared ptr就是个RCSP,所以可以这么写f:
void f()
{
...
std::tr1::shared_ptr pInv(createInvestment());
... //调用工厂函数,一如以往使用pInv对象,由shared_ptr的析构函数自动删除pInv
}
与上面使用auto_ptr的代码非常相似,但shared ptr的复制行为正常多了。
void f()
{
...
std::tr1::shared_ptr pInv1(createInvestment());//pInv1指向createInvestment返回的对象
std::tr1::shared_ptr pInv2(pInv1);//pInv1和pInv2都指向对象
pInv1 = pInv2; //同上
...
}//pInv1和pInv2被销毁,它们所指的对象也就被自动销毁.
由于tr1::shared ptrs的复制行为很正常,它们可被用于STL容器以及其他“auto_ptr的非正统复制行为并不适用”的语境上。
auto_ptr和 tr1::shared_ptr两者都在其析构函数内做delete而不是delete[]动作。那意味在动态分配而得的array身上使用auto_ptr或tr1::shared ptr是个馊主意。但是这么干仍能通过编译!!(但是会用上错误的delete形式
std::auto_ptr aps(new std::string[10]);
std::tr1::shared_ptr spi(new int[1024]);
注:并没有特别针对“C++动态分配数组”而设计的类似auto_ptr或tr1: :shared_ptr那样的东西,甚至 TR1中也没有。那是因为vector和string几乎总是可以取代动态分配而得的数组。但 boost : : scoped_array和boost : :shared array classes可以提供这种功能。
如果你打算手工释放资源(例如使用celete而非使用一个资源管理类),容易发生某些错误。有时候你所使用的资源是auto_ ptr和 tr1 : :shared_ptr等预制式classes无法妥善管理的。既然如此就需要精巧制作你自己的资源管理类。这会涉及若干需要考虑的细节(见条款14和条款15)。