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C++中智能指針最常用的shared_ptr和unique_ptr_C 語言

作者：TTOR ? 更新時間： 2022-10-18 編程語言

shared_ptr

基本用法: 可以通過構造函數, make_shared<T>輔助函數和reset()方法來初始化shared_ptr

1. 初始化方法

    shared_ptr<int> p1(new int(1));
    shared_ptr<int> p2 = p1;
    shared_ptr<int> p3;
    p3.reset(new int(1));
    shared_ptr<int> p4 = make_shared<int>(int(5));

優先使用make_shared來構造, 更加高效

不能用一個原始指針直接賦值智能指針, 以下方式是錯誤的

shared_ptr<int> p5=new int(1); //error

2.獲取智能指針的原始指針: 通過get方法

    shared_ptr<int> ptr = make_shared<int>(int(5));
    int *p=ptr.get();

3.指定刪除器:自定義指針銷毀方式

void ptr_deleter(const int*p)
{
    delete p;
}
shared_ptr<int> p(new int, ptr_deleter);

第二個參數指定刪除器(一個可調用對象, 其中參數為該類型的指針, 如上面為int*)

當shared_ptr引用計數為0時, 調用傳入的而不是默認的刪除器來釋放對象的內存

當用shared_ptr管理動態數組時, 需要指定刪除器, 因為shared_ptr默認刪除器不支持數組對象

如下使用lambda表達式作為刪除器

shared_ptr<int> p(new int[10],[](int*p){delete []p;});

通過default_delete作為刪除器, 同時封裝一個make_shared_array函數來支持數組

template<typename T>
shared_ptr<T> make_shared_array(int size)
{
    return shared_ptr<T>(new T[size],default_delete<T[]>());
}

(自測)貌似這樣也支持數組

shared_ptr<int[]> ptr(new int[10]);

使用shared_ptr注意

(1)不要用一個原始指針初始化多個shared_ptr

    int *ptr = new int;
    shared_ptr<int> p1(ptr);
    shared_ptr<int> p2(ptr);  //錯誤

(2)不要在函數實參中創建shared_ptr

function(shared_ptr<int>(new int),g());

參數的計算順序可能沒有固定順序, 若是new int后執行g()拋出異常, 則shared_ptr還沒有創建, 則new int內存泄漏了

(3)不要用this指針構造shared_ptr作為返回值

class A
{
public:
    shared_ptr<A> get_self()
    {
        return shared_ptr<A>(this);
    }
    ~A()
    {
        cout << ("destructor") << endl;
    }
};
int main()
{
    shared_ptr<A> p1(new A);
    shared_ptr<A> p2 = p1->get_self();
    return 0;
}

destructor

destructor

以上代碼p1和p2相當于同一個new A初始化, 會shared_ptr銷毀時, 會重復析構

正確做法:

讓該類繼承enable_shared_from_this<>, 同時調用shared_from_this()返回

class A :public enable_shared_from_this<A>    //繼承
{
public:
    shared_ptr<A> get_self()
    {
        return shared_from_this();            //調用該函數
    }
    ~A()
    {
        cout << ("destructor") << endl;
    }
};
int main()
{
    shared_ptr<A> p1(new A);
    shared_ptr<A> p2 = p1->get_self();
    return 0;
}

destructor

只要用shared_ptr, 調用的成員函數里都不能使用this構造, 否則都會出錯

class A
{
public:
    void test()
    {
        shared_ptr<A>(this); //錯誤
    }
    ~A()
    {
        cout<<(  "destructor"  )<<endl;
    }
};
shared_ptr<A> p(new A);
p->test()

另外, 不要在構造函數里使用shared_from_this

(4)避免循環引用

以下代碼會由于循環引用, 引用計數值都為1, 導致兩個指針都不會析構

class A;
class B;
class A
{
public:
    shared_ptr<B> b_ptr;
    ~A()
    {
        cout << ("A destructor") << endl;
    }
};
class B
{
public:
    shared_ptr<A> a_ptr;
    ~B()
    {
        cout << ("B destructor") << endl;
    }
};
int main()
{
    shared_ptr<A> a_p(new A);
    shared_ptr<B> b_p(new B);
    a_p->b_ptr=b_p;
    b_p->a_ptr=a_p;
}

//沒有輸出

unique_ptr

unique_ptr不允許復制, 不允許其他的智能指針共享其內部的指針, 但可以轉移

    unique_ptr<int> ptr(new int);
   // unique_ptr<int> ptr2=ptr;    error 不可以賦值
    unique_ptr<int> ptr3=move(ptr); //用move進行轉移
    assert(ptr!=nullptr); //轉移后ptr為nullptr

自定義make_unique函數且讓其支持定長數組

思路

不是數組, 返回unique_ptr<T>

是數組且非定長數組, 返回unique_ptr<T>, 即不應該調用make_unique<T[10]>(10)而是make_unique<T[]>(10)

最后過濾掉該定長數組(函數聲明為delete)

// !is_array_v確定不是數組, 返回unique_ptr<T>
template<typename T,typename ...Args>
enable_if_t<!is_array_v<T>,unique_ptr<T>> make_unique_(Args&&...args)
{
    return unique_ptr<T>( new T(forward<Args>(args)...));
}
//定長數組如T[10],  不應該調用make_unique<T[10]>(10);而是make_unique<T[]>(10);
// is_array_v確定是數組且!extent_v<T>確定非定長數組, 返回unique_ptr<T>
template<typename T,typename ...Args>
enable_if_t<is_array_v<T>&&!extent_v<T>,unique_ptr<T>> make_unique_(size_t size)
{
    using U=remove_extent_t<T>;
    return unique_ptr<T>( new U[size]);
}
//否之過濾掉該定長數組
template<typename T,typename ...Args>
enable_if_t<extent_v<T>,void> make_unique_(Args&&...)=delete;
    unique_ptr<int> ptr= make_unique_<int>(10);
    unique_ptr<int[]> ptr1= make_unique_<int[]>(10);

不過unique_ptr本身也支持數組, shared_ptr自測也支持, 如下

    unique_ptr<A[]> ptr1(new A[10]);
    shared_ptr<A[]> ptr2(new A[10]);

unique_ptr也支持刪除器, 但和shared_ptr有區別, 要指定刪除器類型

    shared_ptr<A> p1(new A[10],[](A*p){delete []p;});
   // unique_ptr<A> p2(new A[10],[](A*p){delete []p;}); 錯誤
    unique_ptr<A,void(*)(A*)> p2(new A[10],[](A*p){delete []p;}); //正確

如果希望lambda刪除器捕獲變量, 則需要用function包裝

    unique_ptr<A,void(*)(A*)> p1(new A[10],[&](A*p){delete []p;});       //錯誤
    unique_ptr<A,function<void(A*)>> p2(new A[10],[&](A*p){delete []p;}); //正確

原文鏈接：https://blog.csdn.net/TOPEE362/article/details/126353662

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