C++ Primer Chapter12 动态内存

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第十二章 动态内存

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P400-P436

12.1 动态指针与智能指针

智能指针用途
shared_ptr提供所有权共享的智能指针:对共享对象来说,当最后一个指向它的shared_ptr被销毁时会被释放。
unique_ptr提供独享所有权的智能指针:当unique_ptr被销毁的时,它指向的独享被释放。unique_ptr不能直接拷贝或赋值。
weak_ptr一种智能指针,指向由shared_ptr管理的对象。在确定是否应释放对象视,shared_ptr并不把weak_ptr统计在内。

(1)shared_ptr类

shared_ptr<string> p1;

make_shared函数:

make_shared在动态内存中分配一个对象并初始化它,返回此对象的shared_ptr。

share_ptr<int> p3 = make_shared<int>(42);

shared_ptr的拷贝和赋值:

每个shared_ptr都有一个关联的计数器,称为引用计数。一旦一个shared_ptr的引用计数变为0,就会自动释放自己所管理的对象。

(2)直接管理内存

运算符new分配分配内存,delete释放new分配的内存。

使用new动态分配和初始化对象:

// 默认情况下,动态分配的对象是默认初始化的
int *pi = new int; // pi指向一个动态分配的、未初始化的无名对象
// 直接初始化方式
int *pi = new int(1024); // pi指向的对象的值为1024
// 对动态分配的对象进行值初始化,只需在类型名之后加上一对空括号
int *pi1 = new int;   // 默认值初始化;*pi1的值未定义
int *pi2 = new int(); // 值初始化为0;*pi2为0

动态分配的const对象:

const int *pci = new const int(1024);

释放动态内存:

delete p;

delete表达式执行两个动作:销毁给定的指针指向的对象;释放对应的内存。

(3)unique_ptr

某个时刻,只能有一个unique_ptr指向一个给定对象。

当unique_ptr销毁时,它所指向的对象也被销毁。

unique_ptr操作
unique_ptr u1
unique_ptr<T, D> u2
unique_ptr<T, D> u(d)
u = nullptr
u.release()
u.reset()
u.reset(p)
u.reset(nullptr)

(4)weak_ptr

weak+ptr是一种不受控制所指向对象生存期的智能指针,它指向由一个shared_ptr管理的对象,而且不会改变shared_ptr的引用计数。

weak_ptr 操作
weak_ptr w
weak_ptr w(sp)
w = p
w.reset()将w置空
w.use_count()与w共享对象的shared_ptr的数量
w.expired()
w.lock()

使用weak_ptr之前,需要调用lock,检查weak_ptr指向的对象是否存在。

12.2 动态数组

(1)new和数组

在类型名之后跟一对方括号,在其中指明要分配的对象的数目。

释放动态数组:

delete p;      // p必须指向一个动态分配的对象或为空
delete [] pa;  // pa必须指向一个动态分配的数组或为空

智能指针和动态数组

unique_ptr<T []> u;
unique_ptr<T []> u(p);
u[i];

(2)allocator类

标准库allocator类定义在头文件memory中,帮助将内存和对象构造分离开来。

allocator<string> alloc;
auto const p = alloc.allocate(n);
表达式作用
allocator[T] a定义了一个名为a的allocator对象,它可以为类型为T的对象分配内存
a.allocate(n)分配一段原始的、未构造的内存,保存n个类型为T的对象
a.construct(p, args)为了使用allocate返回的内存,我们必须使用construct构造对象。使用未构造的内存,其行为是未定义的。
a.destroy(p)p为T*类型的指针,此算法对p指向的对象执行析构函数

术语

new : 从自由空间分配内存。new T 分配并构造一个类型为T的指针。如果T是一个数组类型,new 返回一个指向数组首元素的指针。类似的,new [n] T 分配 n 个类型为T的对象,并返回指向数组首元素的指针。

空悬指针:一个指针,指向曾经保存一个对象但现在已释放的内存。

智能指针:标准库类型。负责在恰当的时候释放内存。