智能指針是一種自動管理堆上對象指針的 c++++ 數據結構,它通過引用計數機制實現(xiàn)自動內存釋放,從而防止內存泄漏,簡化代碼,確保線程安全。它的優(yōu)勢包括:自動釋放內存防止內存泄漏線程安全簡化代碼。
簡單來說,智能指針的作用就是輕松管理內存釋放,更好的管理你的堆內存。
使用時只管new即可,不用想著delete,經典的管殺不管埋
此時我們先簡單的仿寫一個智能指針的類,還原其原理:當指向內存時,計數器增加,當析構時計數器為0時,delete該空間
為什么需要智能指針
手動管理內存極易出錯,例如:
忘記釋放內存多次釋放同一塊內存(即雙重釋放)不明確資源的所有權
智能指針類型及用途
std::unique_ptr 獨占指針
std::unique_ptr 是 C++ 標準庫中的一種智能指針,用于實現(xiàn)獨占所有權。它不能被復制,只能轉移(即通過 std::move)所有權。這個轉移的過程本質上是使用移動語義,讓新指針接管對象的所有權,而原指針則被置為空。這種機制不僅提高了效率,還可以確保資源的唯一所有權不被破壞。
特點
所指向的內存為自己所獨有,同一個時空中只能有一個unique_ptr指向給定的對象2. 對象不支持同類賦值和拷貝構造,但是可以轉移
用途:適用于那些明確只有一個所有者的場景,不允許多處共享。
如果指向同一塊內存會報錯。
C++ 智能指針:深入解析其工作原理和優(yōu)勢
1. 什么是智能指針?
智能指針是一種 C++ 數據結構,它可以自動管理指向堆上對象的指針,并負責在對象不再使用時釋放其內存。
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2. 工作原理
智能指針通過使用引用計數機制實現(xiàn)自動內存管理:
創(chuàng)建智能指針時:引用計數器被初始化為 1。
復制智能指針時:引用計數器遞增。
智能指針超出作用域時:引用計數器遞減。
引用計數器達到 0 時:智能指針釋放指向的對象的內存。
3. 優(yōu)勢
智能指針提供以下優(yōu)勢:
自動內存釋放:自動管理內存,無需手動釋放。
防止內存泄漏:引用計數器確保在對象不再使用時釋放內存。
線程安全:內部引用計數機制確保多線程環(huán)境下的安全。
簡化代碼:通過自動化內存管理,簡化了代碼并減少了錯誤的可能性。
智能指針存在的意義
智能指針主要解決以下問題:
(1)內存泄漏:內存手動釋放,使用智能指針可以自動釋放。
(2)共享所有權指針的傳播和釋放,比如多線程使用同一個對象時析構問題。
智能指針的實現(xiàn)依賴于C++語言的RAII(資源獲取即初始化)技術,即資源的獲取和釋放應該與對象的構造和析構分別相關聯(lián)。這意味著,在對象構造時分配資源,而在對象析構時釋放資源。
智能指針的原理就是將動態(tài)分配的內存塊與一個或多個智能指針對象相關聯(lián),以確保內存塊在不再需要時能夠自動釋放。通常情況下,智能指針會將內存的所有權轉移到其自己的對象中,并在其析構函數中釋放內存。這樣就可以避免常見的內存泄漏和釋放非法內存等問題。
C++里面有四個智能指針:auto_ptr、share_ptr、unique_ptr、weak_ptr。其中后三個是C++11支持的,并且第一個已經在C++11棄用;所以,重點講解share_ptr、unique_ptr、weak_ptr。
它們的特點:
(1)unique_ptr獨占對象的所有權,由于沒有引用計數,性能較好。
(2)share_ptr共享對象的所有權,但性能略差。
(3)weak_ptr配合share_ptr,解決循環(huán)引用問題。





