浅学C++(8)C++(智能指针 异常)

一、智能指针
    常规指针的缺点：
        当一个常规指针离开了作用域时，只有该指针变量所占用的内存空间(4字节/8字节)被释放，而它所指向的内存空间不会被释放，当free\delete\delete[] 语句无法执行、或者忘记执行时就会导致内存泄漏
    
    智能指针的优点：
        智能指针是一个封装了常规指针的类类型对象，封装了 * -> 运算符
        当智能指针离开了作用域时，它的析构函数就会自动执行，析构函数中执行了常规指针的释放操作，从而做到了自动释放内存的效果，避免了内存泄漏
    智能指针与常规指针的相同点：
        智能指针虽然是类对象，但是它重载了* -> ,因此在使用时可以像常规指针一个使用
    
    C++STL中提供了四个智能指针：auto_ptr\unique_ptr\shared_ptr\weak_ptr
    其中C++98只有第一个，C++11中只支持后三个，第一个被弃用了，使用会产生警告
    需要提供头文件 
    1、auto_ptr
        采用独占式拥有模式，不能同时有多个auto_ptr指向同一个资源，但是又不能完全限制指向操作，因此有隐患，并且不能放入容器
        auto_ptr<类型> p1(new 类型(初始值));
        cout << *p1 << endl;    //访问内存
        auto_ptr<类型> p2;
        p2 = p1;    //不报错，p1转移所有权给p2
        cout << *p1 << endl;    //空指针解引用
    
    2、unique_ptr   独享指针
        相当于auto_ptr的升级版本，完全实现了独占式拥有模式，保证同一时间内只有一个unique_ptr指向某一个资源，通过把拷贝构造函数、赋值操作函数声明为delete来实现独占的效果
        unique_ptr<类型> p1(new 类型(初始值));
        cout << *p1 << endl;    //访问内存
        unique_ptr<类型> p2;
        p2 = p1;    //报错
        p2 = unique_ptr(new string("xixi"));//不报错，允许临时对象的赋值
        unique_ptr p3;
        p3 = move(p1); //p1NULL p3指向原p1内存
        注意：如果想要转移使用权，可以使用C++标准库函数move进行
    
    3、shared_ptr   共享指针
    采用共享式拥有模式，让多个shared_ptr同时指向相同资源
    当shared_ptr指向某个资源时，在内部有该资源的一个引用计数，并且+1
    当有别的shared_ptr指向该资源时，原来的引用计数+1
    当一个shared_ptr离开了作用域时，所指向的资源的引用计数-1，并放弃指向
    或者当调用了reset成员函数时，放弃指向资源，引用计数-1
    当该资源的引用计数为0时，最后一个shared_ptr在结束前自动释放资源内存
    相关成员函数：
        use_count() 返回引用计数的数量
        unique()    返回是否独占资源
        reset()     放弃对资源的指向
        swap()      标准库函数，交换两个指针指向
        get()       返回内部对象(指针)

    shared_ptr的循环引用问题：
        当有两个类，都有可以指向对方类型的共享指针成员变量，并且在类外分别通过另外两个共享指针指向new出来的这两个类对象，并且让它们内部的共享指针成员变量分别指向对方类对象，此时就构成了shared_ptr的循环引用死锁，无论如何都无法调用两个类对象的析构函数，导致内存泄漏
    4、weak_ptr 弱引用指针
    weak_ptr是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针，它指向一个由shared_ptr管理的资源，但是不影响该资源的生命周期，也即是weak_ptr指向一个由shared_ptr管理的资源时，shared_ptr的引用计数不会改变
    无论是否有weak_ptr指向，一旦指向资源的shared_ptr计数为0，资源就释放，weak_ptr更像是shared_ptr的助手
    因此当shared_ptr因为循环引用产生死锁问题时，把其中一个类的shared_ptr成员变量 变为 weak_ptr 即可解决问题

二、C++的异常处理
1、什么是异常：
    当代码出错时，停止执行，返回一个数据
    C语言中调用者只能通过使用、接收返回值的方式处理错误、异常
    C++中可以接收自己返回或者系统返回的返回值，根据返回数据的类型不同，从而执行不同的错误、异常处理语句
2、如何抛异常
    throw 数据;
    数据可以是任何类型，不要去抛局部变量的地址或引用

3、如何捕获异常
    try{
        //可能会产生异常的代码或者函数调用
    }catch(类型名& 变量名){
        //处理错误
    }

4、异常说明
    返回值 函数名(参数列表) throw(类型1,类型2,..)
    {

    }
    异常说明相当于该函数的限制或者承诺，只能抛出说明过的异常类型，如果函数抛出了异常说明外的异常类型，运行时无法捕获并会产生运行错误

5、标准异常
    C++中已经定义好的异常类，当对应的异常发生后，会自动抛出定义好的异常类对象
    exception 该异常是所有标准C++异常的父类，能捕获所有的标准异常
    bad_alloc 该异常可以通过new 抛出(内存不够)，如果是C++11，会抛出它子类bad_array_new_length
    bad_cast 该异常可以通过dynamic_cast抛出
    bad_exception 这在处理C++ 程序中无法预期的异常
    bad_typeid 该异常可以通过typeid 抛出
    logic_error 理论上可以通过读取代码来检测到的异常

6、自定义异常类
    class ZZError
    {
        string time;
        string file;
        string func;
        size_t line;
        string erro;
    public:
        ZZError(const string& time,const string& file,const string& func,const size_t& line,const string& erro):
        time(time),file(file),func(func),line(line),erro(erro){}
    };
7、使用异常需要注意的问题
    1、不要返回局部变量、对象的地址，但可以返回临时对象
    2、建议都用引用的方式进行捕获异常，否则会构造、拷贝两次
    3、不要在构造函数、析构函数抛异常
    4、如果存在父子类异常，先捕获子类类型，在捕获父类类型