1.新的标准库提供了两种智能指针类型,shared_ptr允许多个指针指向同一个对象,unique_ptr则独占所指的对象。标准库还定义了一个名为weak_ptr的伴随类,它是一种弱引用,指向shared_ptr所管理的对象。
2.智能指针也是模板,默认初始化的智能指针中保存着一个空指针。
3.智能指针的操作:
4.make_shared用参数来构造指定类型的对象。
std::shared_ptr<int> p = std::make_shared<int>(42); // 指向一个值为42的int型shared_ptr
std::shared_ptr<std::string> p1 = std::make_shared<std::string>(2,'1'); // 指向一个值为"11"的string类型shared_ptr
std::shared_ptr<int> p2 = std::make_shared<int>(); // 值初始化为0
5.我们可以认为每个shared_ptr有一个引用计数,无论何时我们拷贝一个shared_ptr,计数器都会递增,当我们给shared_ptr赋予一个新值或是shared_ptr被销毁时,计数器就会递减。
6.当指向一个对象的最后一个shared_ptr被销毁时,shared_ptr类会自动销毁此对象。它是通过析构函数完成销毁工作的。所占用的内存也会被释放。
7.shared_ptr在无用之后仍然保留的一种可能情况是,你将shared_ptr放在一个容器中(其实已经做了拷贝),随后重排了容器,从而不再需要某些元素,而只使用其中一部分,所以要记得用erase删除不再需要的那些元素。
8.在自由空间分配的内存是无名的,因此new无法为其分配的对象命名,而是返回一个指向该对象的指针。
9.默认情况下,动态分配的对象是默认初始化的。这意味着内置类型或组合类型的值将是为定义的,而类类型的对象将用默认构造函数进行初始化。也可以对动态分配的内存进行值初始化,只需在类型名之后跟一对空括号即可。
int *p = new int; // 默认初始化,*p的值未定义
int *p1 = new int(); // 值初始化为0,*p1为0
10.当我们提供一个括号包围的初始化器,就可以使用auto从此初始化器来推断我们想要分配的对象的类型,但是正因如此,只有当括号中仅有单一初始化器时才可以使用auto。
int a, b; int i = 1; auto p = new auto(i); // p指向一个值为1的int型,但不是指向i auto p1 = new auto{a,b}; // 错误,括号中只能有单个初始化器
11.定位new表达式允许我们向new传递额外的参数。
int *p = new int; // 如果分配失败,new抛出std::bad_alloc int *p1 = new (std::nothrow) int; // 如果分配失败,new返回一个空指针
12.我们传递给idelete的指针必须指向动态分配的内存,或者是一个空指针。释放一块并非new分配的内存,或者将相同的指针值释放多次,其行为是未定义的。
13.我们可以用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,因此不能将一个内置指针隐式转换为一个只能指针,必须使用直接初始化形式来初始化一个智能指针。
std::shared_ptr<int> p = new int(1); // 错误,必须使用直接初始化形式 std::shared_ptr<int> p1(new int(1)); // 正确,使用了直接初始化形式
14.默认情况下,一个用来初始化智能指针的普通指针必须指向动态内存,因为智能指针默认使用delete释放它所关联的对象,我们可以将智能指针绑定到一个指向其他类型的资源的指针上,但是为了这样做,必须提供自己的操作来代替delete。
15.定义和改变shared_ptr的其他方法:
16.使用一个内置指针来访问一个智能指针所负责的对象是很危险的,因为我们无法知道对象何时会被销毁。
void test(std::shared_ptr<int> p) { // ... } int *p = new int(42); // p是一个普通指针,不是一个智能指针 test(p); // 错误,不能将int*转换为一个shared_ptr<int> test(std::shared_ptr<int>(p)); // 合法的,但是一旦函数调用结束,p指向的内存就被释放了 int j = *p; // 未定义的,p是一个空悬指针
17.get用来将指针的访问权限传递给代码,你只有在确定代码不会delete指针的情况下,才能使用get。特别的,永远不要用get初始化另一个智能指针或者为另一个智能指针赋值。
std::shared_ptr<int> p(new int(1)); // p的引用计数为1 int *q = p.get(); // 正确,但是注意不要让q被释放 if (1) { std::shared_ptr<int> p1(q); } // 程序块结束,p1被销毁,所指的内存被释放 int i = *p; //未定义,p所指的内存被释放了
18.与赋值类似,reset会更新引用计数,如果需要的话,会释放p指向的对象。reset经常与unique一起使用。
std::shared_ptr<int> p(new int(1)); // ... if (!p.unique()) p.reset(new int(2)); // 我们不是唯一用户,分配新的拷贝 else (*p)++; // 我们是唯一用户,可以直接改变对象的值
19.如果在new和delete之间发生异常,且异常未被捕获,则内存就永远不会被释放,使用智能指针就可以避免这个问题。
20.当一个shared_pt(unique_ptr也一样)r被销毁时,默认会对它管理的指针进行delete操作,我们可以自己定义一个删除器函数来代替delete操作。
class test { public: ~test() {}; }; void my_delete(test *t) { t->~test(); } std::shared_ptr<test> p(new test(), my_delete); // p被销毁时会调用my_delete
21.unique_ptr也必须采用直接初始化的形式,而且unique_ptr不支持普通的拷贝或赋值操作,但是有如下操作。
- 如果release返回的指针没有被其他的指针保存,则不仅内存没有被释放,而且我们丢失了指针
22.不能拷贝unique_ptr的规则有一个例外,我们可以拷贝或赋值一个将要被销毁的unique_ptr。
std::unique_ptr<int> clone(int i) { return std::unique_ptr<int>(new int(i)); } // or std::unique_ptr<int> clone1(int i) { std::unique_ptr<int> ret(new int(i)); return ret; }
23.weak_ptr是一种不控制所指向对象生存期的智能指针,它指向一个shared_ptr管理的对象。所以weak_ptr不会改变shared_ptr的引用计数。
24.weak_ptr定义了如下操作:
25.由于对象可能不存在,我们不能使用weak_ptr直接访问对象,而必须调用lock.
std::shared_ptr<int> p(new int(1)); std::weak_ptr<int> p1(p); if (std::shared_ptr<int> np = p1.lock()) // 如果np为空则不可操作 { (*np)++; }