C++ Primer阅读笔记--动态内存和智能指针

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目录

1--动态内存管理

2--shared_ptr类

2-1--make_shared 函数

2-2--引用计数

2-3--get

3--new和delete

4--shared_ptr和new结合使用

5--unique_ptr

6--weak_ptr

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1--动态内存管理

new：在动态内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针；

delete：接受一个动态对象的指针，销毁该对象并释放与之关联的内存；

C++11新标准两类智能指针（负责自动释放所指向的对象）：

        ① shared_ptr：允许多个指针指向同一个对象；

        ② unique_ptr：指针独占所指向的对象；

        ③ weak_ptr：指向 shared_ptr 所管理的对象，是一种若引用（不会递增引用计数）；

2--shared_ptr类

2-1--make_shared 函数

        make_shared 函数在动态内存中分配一个对象并进行初始化，返回指向该此对象的shared_ptr；

        使用 make_shared 必须显式指定对象的类型：

std::shared_ptr p = std::make_shared(42);

2-2--引用计数

        每个 shared_ptr 都有一个关联的计数器，其称为引用计数，当拷贝一个 shared_ptr 时，计数器会递增；（当用一个 shared_ptr 初始化另一个 shared_ptr，或者将其作为参数进行传递以及作为函数的返回值时，都会使关联的计数器递增；当给 shared_ptr 赋予一个新值或是 shared_ptr 被销毁（即离开局部作用域）时，计数器会递减）；

        当一个 shared_ptr 的计数器为 0 时，会自动释放管理的对象；

2-3--get

        get 函数返回一个内置指针，指向智能指针管理的对象，get 用来将指针的访问权限传递给代码，只有确定代码不会 delete 指针的情况下才能使用 get。

std::shared_ptr p(new int(42));
int *q = p.get();
{
    std::shared_ptr(q);
}// 程序块结束，q被销毁
int foo = *p; // 未定义，p指向的内存已经被释放；

3--new和delete

        new 无法为其分配的对象命名，只返回一个指向该对象的指针；

        默认情况下，动态分配的对象是默认初始化的（没有默认构造函数的内置类型将是未定义的）；

        对动态分配的对象进行值初始化，只需在类型名后跟一对空括号即可；

int *pi1 = new int; // 默认初始化，*pi1的值未被定义
int *pi2 = new int(); // 值初始化，*pi2的值为0

        delete 销毁给定指针所指向的对象，并释放对应的内存；

        当 delete 一个指针后，指针变为空悬指针（指向一块曾经保存数据对象但已无效的内存的指针）；对 delete 后的指针赋予 nullptr ，表明指针不指向任何对象，避免空悬指针的相关问题；

int *p(new int(42)); // p 指向动态内存
auto q = p; // p和q指向相同的内存
delete p; // p和q均变为无效
p = nullptr; // 指出 p 不再指向任何对象

4--shared_ptr和new结合使用

        可以使用 new 返回的指针来初始化智能指针，接受指针参数的智能指针构造函数是 explicit 的，即必须使用直接初始化形式来初始化智能指针，不能通过内置指针隐式转换为一个智能指针；

std::shared_ptr p1 = new int(1024); // 错误
std::shared_ptr p2(new int(1024)); // 正确

// 错误
std::shared_ptr clone(int p){
    return new int(p); 
}

// 正确
std::shared_ptr clone(int p){
    return std::shared_ptr(new int(p));
}

5--unique_ptr

        不同于 shared_ptr，某个时刻只能有一个 unique_ptr 指向一个给定的对象；

        定义 unique_str 时需要将其绑定到一个 new 返回的指针上，初始化 unique_ptr 必须采用直接初始化形式；

std::unique_ptr p(new int(42));

        由于 unique_str 拥有它指向的对象，因此 unique_ptr 不支持普通的拷贝或赋值操作；

        不能拷贝或赋值 unique_ptr，但可以通过调用 release 或 reset 将指针的所有权从一个unique_ptr 转移到另一个 unique_ptr；        

// 所有权从 p1 转移给 p2，release 将p1置为空
std::unique_ptr p2(p1.release());

std::unique_ptr p3(new std::string("xxxxx"));
p2.reset(p3.release()); // p2释放原来指向的内存，所有权从p3转移给p2

6--weak_ptr

        weak_ptr 指向由一个 shared_ptr 管理的对象，将一个 weak_ptr 绑定到一个 shared_ptr 不会改变 shared_ptr 的引用计数；一旦 shared_ptr 的引用计数为0，weak_ptr也会相应自动释放；

        使用 weak_ptr 访问对象前，必须调用 lock 判断对象是否存在；如果对象存在，lock 返回一个指向共享对象的 shared_ptr；

auto p = std::make_shared(42);
std::weak_ptr wp(p); // wp若共享p，p的引用计数未改变
if(std::shared_ptr np = wp.lock()){
    .... // np 与 p 共享对象
}