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C/C++中智能指針的用法詳解_C 語言

作者：余識- ? 更新時間： 2023-02-10 編程語言

前言

本章主要介紹一些C/C++中智能指針的實現原理以及如何使用

一、什么是智能指針

C/C++中，指針是一個非常重要的概念，其強大但也麻煩

麻煩之處就在于一旦你申請了內存，那就必須要手動去釋放內容，否則就會造成內存泄漏

當然了，在代碼量少的情況下你可能會不以為意，因為這點內存即使泄露了也根本看不出來，而且一旦程序執行結束，所有內存都會被系統釋放

但如果一旦寫比較大點的項目，內存管理就顯得很重要了，比如QQ，微信等等，一般都是一直掛著的

如果掛幾個小時就把電腦內存耗干凈了，瞬間電腦變卡，誰還用啊

所以智能指針的作用就是防止我們麻痹大意忘記釋放內存，幫助我們管理內存的

當然也有多次釋放一個指針，導致程序崩潰的問題也能就此解決

二、使用方法

雖然智能指針聽著很高級，但使用起來并不算復雜，熟悉之后，其實和普通指針差別不大。但會更加好用

自C++11之后，智能指針共有三個：shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr

1.shared_ptr

看名字就知道，它是可以分享的指針，其使用方法很簡單：

比如這里有一個類：

class User {
public:
	User() {
		cout << "這是構造函數" << endl;
	}
	~User()
	{
		cout << "這是析構函數" << endl;
	}

	void TestFun() {
		cout << "這是一個測試函數" << endl;
	}

};

然后使用共享智能指針：

#include<iostream>
using namespace std;
//上面的那個類可以放在這里
int main() {
	shared_ptr<User> p(new User());
	shared_ptr<User> p1 = p;
	shared_ptr<User> p2 = p;

	p->TestFun(); //調用函數的方式和指針一樣
	cout << p.use_count() << endl; //輸出共享個數
}

即：通過模板參數，傳入要構造的指針類型，然后在初始化的時候，就可以直接new一個對象即可

因為是共享的，所以它還能互相賦值，并可以用函數use_count返回當前共享的個數

其使用方法，如調用類的函數和屬性之類的，就和普通的指針一樣，用->進行調用即可，但是卻不需要我們去親自清理內存了！

看，現在我們并沒有清理內存，但這個類的析構函數卻被調用了！這就說明內存已經被正常釋放了

這就是智能指針的好處！

但智能指針寫著有點麻煩，每次聲明其類型都有一長串，所以一般我們會對指針進行重定義，達到簡化的目的：

typedef shared_ptr<User> SPUser;
int main() {
    SPUser p(new User());
    SPUser p1 = p;
    SPUser p2 = p;
    p->TestFun(); //調用函數的方式和指針一樣
    cout << p.use_count() << endl; //輸出共享個數
}

2.unique_ptr

上面的共享指針的使用方法和普通指針區別并不大

但有時候，我們想要某個對象同時只能存在一份，即不允許像共享指針那樣，可以到處隨意賦值給別人

這時候就可以用unique_ptr，其使用方法如下：

typedef unique_ptr<User> UPUser; //重新定義一個名稱，便于使用
int main() {
	UPUser p(new User);
	//UPUser p1 = p; //錯誤，不能進行賦值
	UPUser p2;
	p2.swap(p); //但可以交換，即p2現在保存有變量，但p變為了空指針
	if (p == nullptr) {
		cout << "p為空指針" << endl;
	}
	p2->TestFun(); //正常調用

	UPUser p3 = move(p2); //也可以用move函數移動
	if (p2 == nullptr) { //此時p2就是空指針
		cout << "p2為空指針" << endl;
	}
	p3->TestFun(); //p3則保存對象指針
}

可以看到，它的使用方法其實和共享指針是差不多的，唯一不同之處就是，它內部的指針值，同一時刻只能存在一份

即，你不能對它進行任何形式的復制，但是可以移動

3.weak_ptr

這個智能指針用的不太多，因為它本身并沒有太多實際的用途，而是主要作為shared_ptr的一個輔助類存在

比如有多少指向相同的 shared_ptr 指針、shared_ptr 指針指向的堆內存是否已經被釋放等等。

其使用方法如下：

typedef shared_ptr<User> SPUser;
typedef weak_ptr<User> WPUser;
int main() {
	
	SPUser p(new User());
	SPUser p1 = p;
	SPUser p2 = p;

	WPUser wp(p);
	cout << wp.use_count() << endl; //查看這個共享指針使用次數
	cout << wp.expired() << endl; //判斷這個指針是否為空，或者內存已經被釋放

}

原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_50964512/article/details/128536406

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