动态内存 与 智能指针

 参考https://www.cnblogs.com/lanxuezaipiao/p/4132096.html#top 与c++ primer第五版（p432）

1.动态内存与智能指针

• 智能指针包含在头文件<memory>中，shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr。
• 智能指针与普通指针区别在于，它负责自动释放所指向的对象。
• shared_ptr 允许多个指针指向同一个对象，unique_ptr 则独占所指向的对象，二者管理底层指针的方式不同。
• 智能指针类似于vector,也是模板

   程序使用动态内存的三个原因：

1. 程序不知道自己需要使用多少个元素；例如容器类
   
2. 程序不知道所需对象的准确类型； 15章涉及
3. 程序需要在多个对象之间共享数据。

2.share_ptr

2.1 make_shared函数

  此函数在动态内存中分配一个对象并初始化，返回指向该对象的shared_ptr。

//指向了一个值为42的int的shared_ptr
shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>42;
//传递的参数必须与string的某个构造函数相匹配
shared_ptr<string>p4=make_shared<string>(10,'9');

2.2 shared_ptr的拷贝与赋值

　　每一个shared_ptr都关联一个计数器，称为引用计数。

      一旦计数器为0，会自动释放所管理的对象，即shared_ptr的析构函数销毁对象，释放其内存。

auto r = make_shared<int>(42);
r = p; //给r赋值，递减r原来指向对象的引用计数

2.3 使用动态生存期的类

前面我们使用的类中，分配的资源与使用的对象的生存周期一致；如下：

vector<int> v1;
{
    vector<int> v2={1,2};
    v1=v2;
} //v2和它的元素均被销毁；
  // v1中有三个元素，是v2 的拷贝

但某些类分配的资源与使用的对象的生存周期相互独立。

Blob<string> b1;
{//新作用域
    Blob<string> b2={"1","1"};
    b1=b2;
}//b2被销毁，但b2中的元素没有销毁

    StrBlob是一个管理string的类，借助标准库容器vector，以及动态内存管理类shared_ptr，我们将vector保存在动态内存里，这样就能在多个对象之间共享内存。strBlob的data成员是一个指向vector<string>的shared_ptr,因此StrBlob的赋值不会拷贝vector的内容，而是多个StrBlob对象共享一个vector对象。

StrBlob.h

#include <vector>
#include <string>
#include <memory>
using namespace std;
class StrBlob
{
public:
    typedef  vector<string>::size_type  size_type;
    //构造函数 
    StrBlob();
    StrBlob(initializer_list<string> il);
       //大小 
    size_type size() const {return data->size();}
    bool empty() const {return data->empty();};
    //添加和删除元素
    void push_back(const string& t) { data->push_back(t);};
    void pop_back();
    //元素访问
    std::string& front();
    std::string& back();
private:
    std::shared_ptr<vector<string>> data;
    //data[i]不合法时，抛出异常
    void check(size_type i, const string &msg) const;
};

定义成员函数及使用：

#include<iostream>
#include "StrBlob.h"
#include <exception>
using namespace std;
//默认构造函数 
StrBlob::StrBlob():data( make_shared<vector<string>>() ){}
//接受单一参数的构造函数 
StrBlob::StrBlob(initializer_list<string> il):
    data( make_shared<vector<string>>(il) ){}
//检查一个给定索引是否在范围内 
void StrBlob::check(size_type i, const std::string &msg) const
{
    if(i >= data->size())
        throw std::out_of_range(msg);
}
string& StrBlob::front()
{
    //vector为空，会抛出异常 
    check(0, "front on empty StrBlob");
    return data->front();
}
string& StrBlob::back()
{
    check(0, "back on empty StrBlob");
    return data->back();
}

void StrBlob::pop_back()
{
    check(0, "pop_back on empty StrBlob");
    return data->pop_back();
}

int main(){
    StrBlob b1;
    StrBlob b2={"wang","dewd","dwerr"};
    b1=b2;
    b2.push_back("about");
    cout<<b1.size()<<" "<<b1.front();
    return 0;
}