clean C++ 学习笔记 第五章 01

智能指针

智能指针实际上是一个重载了"*"、"->"、"[]"等特殊符号来达到类似指针使用方法效果的一个类。其作用是避免传统指针使用时，忘记释放，造成内存泄漏。用这种新式指针，满足RAII原则（资源申请初始化——"构造时获得，析构时释放"）的同时，使使用形式简单化。

c++ 11中的3个智能指针类型：

1. std::unique_ptr

   当我们独占资源的所有权的时候，可以使用 std::unique_ptr 对资源进行管理——离开 unique_ptr 对象的作用域时，会自动释放资源。

   通俗来说，一个对象一次只能由std::unique_ptr<T>的 一个实例来管理，当这个对象被std::unique_ptr<T>的其他实例管理时，原实例会被置为空。

   正因如此，不允许调用std::unique_ptr<T>的拷贝构造函数，

使用形式如下：

{
    std::unique_ptr<int> uptr = std::make_unique<int>(200);
    // 离开 uptr 的作用域的时候自动释放内存
}

2. std::shared_ptr

   std::shared_ptr可以由许多共享std::shared_ptr<T>的实例的接管者。std::shared_ptr<T>内置了一个引用计数器，监视当前有多少个std::shared_ptr<T>实例。当最后一个实例被销毁，智能指针就会释放持有的资源。

   std::shared_ptr<T>可以拷贝，也可以用std::move强行移动它指向的资源。但被移动后，此std::shared_ptr变量就会变成nullptr。

   一个 shared_ptr 对象的内存开销要比裸指针的 unique_ptr 对象略大：

     std::cout << sizeof(int*) << std::endl;  // 输出 8
     std::cout << sizeof(std::unique_ptr<int>) << std::endl;  // 输出 8
     std::cout << sizeof(std::shared_ptr<int>) << std::endl;  // 输出 16
   

   shared_ptr 需要维护的信息有两部分：

   1.指向共享资源的指针。

   2.引用计数等共享资源的控制信息——实际是维护一个指向控制信息的指针。所以，shared_ptr 对象需要保存两个指针。

   当我们创建一个 shared_ptr 时，其实现一般如下：

   std::shared_ptr<T> sptr1(new T);
   

复制一个 shared_ptr ：

std::shared_ptr<T> sptr2 = sptr1;

3. std::weak_ptr

   如何检测shared_ptr<T>管理的资源是否有效呢，此时可以使用std::weak_ptr， 一个 std::weak_ptr 对象可以看做是 std::shared_ptr 对象管理着的资源的观察者，它不影响共享资源的生命周期：

   1. 如果需要使用 weak_ptr 正在观察的资源，可以将 weak_ptr 提升为 shared_ptr。

   2. 当 shared_ptr 管理的资源被释放时，weak_ptr 会自动变成 nullptr。

当 shared_ptr 析构并释放共享资源的时候，只要 weak_ptr 对象还存在，控制块就会保留，weak_ptr 可以通过控制块观察到对象是否存活。

参考自 1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/150555165 2. 《clean C++》