携手创作,共同成长!这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第8天,点击查看活动详情
1.5.2 说说 C++ 中智能指针和指针的区别是什么?
参考回答
-
智能指针
如果在程序中使用new从堆(自由存储区)分配内存,等到不需要时,应使用delete将其释放。C++引用了智能指针auto_ptr,以帮助自动完成这个过程。随后的编程体验(尤其是使用STL)表明,需要有更精致的机制。基于程序员的编程体验和BOOST库提供的解决方案,C++11摒弃了auto_ptr,并新增了三种智能指针:unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。所有新增的智能指针都能与STL容器和移动语义协同工作。
-
指针
C 语言规定所有变量在使用前必须先定义,指定其类型,并按此分配内存单元。指针变量不同于整型变量和其他类型的变量,它是专门用来存放地址的,所以必须将它定义为“指针类型”。
-
智能指针和普通指针的区别
智能指针和普通指针的区别在于智能指针实际上是对普通指针加了一层封装机制,区别是它负责自动释放所指的对象,这样的一层封装机制的目的是为了使得智能指针可以方便的管理一个对象的生命期。
答案解析
无
1.5.3 说说 C++中的智能指针有哪些?分别解决的问题以及区别?
参考回答
-
C++中的智能指针有4种,分别为:shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto_ptr,其中auto_ptr被C++11弃用。
-
使用智能指针的原因
申请的空间(即new出来的空间),在使用结束时,需要delete掉,否则会形成内存碎片。在程序运行期间,new出来的对象,在析构函数中delete掉,但是这种方法不能解决所有问题,因为有时候new发生在某个全局函数里面,该方法会给程序员造成精神负担。此时,智能指针就派上了用场。 使用智能指针可以很大程度上避免这个问题,因为智能指针就是一个类,当超出了类的作用域时,类会自动调用析构函数,析构函数会自动释放资源。所以,智能指针的作用原理就是在函数结束时自动释放内存空间,避免了手动释放内存空间。
-
四种指针分别解决的问题以及各自特性如下:
(1)auto_ptr(C++98的方案,C++11已经弃用)
采用所有权模式。
auto_ptr<string> p1(new string("I reigned loney as a cloud.")); auto_ptr<string> p2; p2=p1; //auto_ptr不会报错 此时不会报错,p2剥夺了p1的所有权,但是当程序运行时访问p1将会报错。所以auto_ptr的缺点是:存在潜在的内存崩溃问题。
(2)unique_ptr(替换auto_ptr)
unique_ptr实现独占式拥有或严格拥有概念,保证同一时间内只有一个智能指针可以指向该对象。它对于避免资源泄露,例如,以new创建对象后因为发生异常而忘记调用delete时的情形特别有用。
采用所有权模式,和上面例子一样。
auto_ptr<string> p3(new string("I reigned loney as a cloud.")); auto_ptr<string> p4; p4=p3; //此时不会报错 编译器认为P4=P3非法,避免了p3不再指向有效数据的问题。因此,unique_ptr比auto_ptr更安全。 另外unique_ptr还有更聪明的地方:当程序试图将一个 unique_ptr 赋值给另一个时,如果源 unique_ptr 是个临时右值,编译器允许这么做;如果源 unique_ptr 将存在一段时间,编译器将禁止这么做,比如:
unique_ptr<string> pu1(new string ("hello world")); unique_ptr<string> pu2; pu2 = pu1; // #1 not allowed unique_ptr<string> pu3; pu3 = unique_ptr<string>(new string ("You")); // #2 allowed 其中#1留下悬挂的unique_ptr(pu1),这可能导致危害。而#2不会留下悬挂的unique_ptr,因为它调用 unique_ptr 的构造函数,该构造函数创建的临时对象在其所有权让给 pu3 后就会被销毁。这种随情况而已的行为表明,unique_ptr 优于允许两种赋值的auto_ptr 。
注意: 如果确实想执行类似与#1的操作,要安全的重用这种指针,可给它赋新值。C++有一个标准库函数std::move(),让你能够将一个unique_ptr赋给另一个。例如:
unique_ptr<string> ps1, ps2; ps1 = demo("hello"); ps2 = move(ps1); ps1 = demo("alexia"); cout << *ps2 << *ps1 << endl;