C++内存管理之unique_ptr

　　一个unique_ptr"拥有“他所指向的对象。与shared_ptr不同，某个时刻只能有一个unique_ptr指向一个给定的对象。当unique_ptr被销毁时，它所指向的对象也被销毁。uniptr_ptr表达的是一种独占的思想。

 

初始化

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

//常规操作
int main(int argc, char *argv[])
{
    unique_ptr<double> p1;               //!可指向一个double的unique_ptr
    unique_ptr<int> p2(new int(56));     //!p2指向了一个值为42的int

    unique_ptr<string> pstr(new string("strtest"));
//    unique_ptr<string> pstrCopy(pstr); //!error: 不支持对象的拷贝
    unique_ptr<string> pstrAssin;
//    pstrAssin = pstr                   //!error: uniptr不支持赋值
    return 0;
}

unique_ptr一般操作

　　关于unique_ptr还支持哪些操作，在前面的博文中我也做了总结，请参考该篇文章中图表：https://www.cnblogs.com/wangkeqin/p/9351191.html

 unique_ptr所有权转移

　　虽然我们不能拷贝赋值unique_ptr，但是可以通过调用release或者set将指针的所有权从一个(非const)unique_ptr转移给一个unique:

#include <iostream>
#include <memory>


using namespace std;

class TEST
{
public:
    TEST(const string & name)
        :_name(name)
    {cout<<"TEST:"<<_name<<endl;}
    TEST(const TEST & another)
    {   _name = another._name;
        cout<<another._name<<" copyStruct "<<_name<<endl;}
    TEST & operator =(const TEST & another){
        if(&another==this)
            return *this;
        this->_name=another._name;
        cout<<another._name<<" copyAssin to "<<_name<<endl;
    }
    ~TEST(){cout<<"~TEST:"<<_name<<endl;}

//private:
    string _name;
};

//其他操作
int main()
{
    unique_ptr<TEST> p1(new TEST("case_1"));
    unique_ptr<TEST> p2(p1.release());          //!将所有权从p1转移到p2,p1现在指向NULL。
    cout<<"++++++++++++++++++++++++"<<endl;
    unique_ptr<TEST> p3(new TEST("case_2"));
    p2.reset(p3.release());                     //!p2释放了原来指向的内存，接受了p3指向的内存。
    getchar();
}

传递unique_ptr参数和返回unique_ptr

　　不能拷贝unique_ptr的规则有一个例外：我们可以拷贝或者赋值一个将要被销毁的unique_ptr。其本质就是调用了移动拷贝和移动赋值；最常见的例子是从函数返回一个unique_ptr：

#include <iostream>
#include <memory>


using namespace std;

class TEST
{
public:
    TEST(const string & name)
        :_name(name)
    {cout<<"TEST:"<<_name<<endl;}
    TEST(const TEST & another)
    {   _name = another._name;
        cout<<another._name<<" copyStruct "<<_name<<endl;}
    TEST & operator =(const TEST & another){
        if(&another==this)
            return *this;
        this->_name=another._name;
        cout<<another._name<<" copyAssin to "<<_name<<endl;
    }
    ~TEST(){cout<<"~TEST:"<<_name<<endl;}

//private:
    string _name;
};


//!例外：
//①返回一个即将被销毁的uniptr
unique_ptr<TEST> retDying(string param)
{
    return unique_ptr<TEST>(new TEST(param));
}

//②返回一个局部对象；
unique_ptr<TEST> retTemp(string param)
{
    unique_ptr<TEST> pTemp(new TEST(param));
    return pTemp;
}

int main()
{
    unique_ptr<TEST>ret1 = retDying("dying");
    cout<<(*ret1)._name<<endl;

    unique_ptr<TEST>ret2 = retTemp("temp");
    cout<<(*ret2)._name<<endl;
    getchar();
}

向后兼容:auto_ptr

　　标准库较早的版本包含了一个名为auto_ptr的类，它具有unique_ptr的部分特性，但不是全部。特别时我们在容器中保存auto_ptr，也不能从函数中返回auto_ptr。虽然auto_ptr仍然是标准库的一部分，但是编写程序时应该使用unique_ptr。

向unique_ptr传递删除器

　　类似于shared_ptr，unique_ptr默认情况下也是使用delete释放它指向的对象。与shared_ptr一样，我们可以重载一个unique_ptr中默认的删除器。但是unique_ptr管理删除器的方式与shared_ptr不同，其原因我们将在后面继续补充。

　　重载一个unique_ptr中的删除器会影响到unique_ptr类型如何构造（或reset）该类型的对象。与重载关联器的比较操作类似。我们必须在尖括号中unique_ptr指向类型之后提供删除器类型。在创建或者reset一个这种unique_ptr这种类型的对象时，必须提供一个指定类型的可调用对象：

#include <stdio.h>
#include <memory>
using namespace std;

void closePf(FILE * pf)
{
    cout<<"----close pf after works!----"<<endl;
    fclose(pf);
    cout<<"*****end working****"<<endl;
}

int main()
{
    //    FILE * fp2 = fopen("bin2.txt", "w");
    //    if(!pf)
    //        return -1;
    //    char *buf = "abcdefg";
    //    fwrite(buf, 8, 1, fp2);
    //    fclose(fp2);
    //______________________________________
    //    shared_ptr<FILE> pf(fopen("bin2.txt", "w"),closePf);
    //    cout<<"*****start working****"<<endl;
    //    if(!pf)
    //        return -1;
    //    char *buf = "abcdefg";
    //    fwrite(buf, 8, 1, pf.get());    //!确保fwrite不会删除指针的情况下，可以将shared_ptr内置指针取出来。
    //    cout<<"----write int file!-----"<<endl;

    unique_ptr<FILE,decltype(closePf)*> pf(fopen("bin2.txt", "w"),closePf); //!使用了decltype类型推断
    cout<<"*****start working****"<<endl;
    if(!pf)
        return -1;
    char *buf = "abcdefg";
    fwrite(buf, 8, 1, pf.get());    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//!确保fwrite不会删除指针的情况下，可以将unique_ptr内置指针取出来。
    cout<<"----write int file!-----"<<endl;
    return 0;
}

使用unique_ptr管理动态数组

　　标准库提供了一个可以管理new分配动态数组的unique_ptr版本。为了用用一个unique_ptr管理动态数组，我们必须在对象类型后面跟一对空方括号;如此，在unique对象销毁的时候，也可以自动调用delete[ ]而非delete来完成内存的释放。

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

class ArrTest
{
public:
    ArrTest(){
        static int i = 0;
        _i = i;
        cout<<" ArrTest()"<<":"<<i++<<endl;
    }
    ~ArrTest(){
        static int i = 0;
        cout<<"~ ArrTest()"<<":"<<i++<<endl;
    }
    int _i;
};

int main()
{
    unique_ptr<ArrTest[]> p(new ArrTest[10]);
    cout<<p[4]._i<<endl;    //！获取某个元素值，警告：不要使用越界的下标，unique_ptr也是不检查越界的。
    p.reset();
    return 0;
}