C++11中的智能指针

日期：2020-06-23 栏目：程序人生浏览：次

在C++11中，引入了智能指针。主要有：unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr。
这3种指针组件就是采用了boost里的智能指针方案。很多有用过boost智能指针的朋友，很容易地就能发现它们之间的关间：

stdboost功能说明
unique_ptr scoped_ptr 独占指针对象，并保证指针所指对象生命周期与其一致
shared_ptr shared_ptr 可共享指针对象，可以赋值给shared_ptr或weak_ptr。
指针所指对象在所有的相关联的shared_ptr生命周期结束时结束，是强引用。
weak_ptr weak_ptr 它不能决定所指对象的生命周期，引用所指对象时，需要lock()成shared_ptr才能使用。

C++11将boost里的这一套纳入了标准。

如下为示例代码：

//文件 test-1.cpp #include <memory> #include <iostream> using namespace std; int main() { unique_ptr<int> up1(new int(11)); unique_ptr<int> up2 = up1; //! 编译时会出错 [1] cout << *up1 << endl; unique_ptr<int> up3 = move(up1); //! [2] cout << *up3 << endl; if (up1) cout << *up1 << endl; up3.reset(); //! [3] up1.reset(); shared_ptr<string> sp1(make_shared<string>("Hello")); shared_ptr<string> sp2 = sp1; cout << "*sp1:" << *sp1 << endl; cout << "*sp2:" << *sp2 << endl; sp1.reset(); cout << "*sp2:" << *sp2 << endl; weak_ptr<string> wp = sp2; //! [4] cout << "*wp.lock():" << *wp.lock() << endl; sp2.reset(); cout << "*wp.lock():" << *wp.lock() << endl; //! 运行时会出错 return 0; } //编译命令： g++ -std=c++11 test-1.cpp

[1]: unique_ptr 是禁止复制赋值的，始终保持一个 unique_ptr 管理一个对象。
[2]: unique_ptr 虽然不能赋值，但可以通过 move() 函数转移对象的所有权。一旦被 move() 了，原来的 up1 则不再有效了。
[3]: reset() 可以让 unique_ptr 提前释放指针。
[4]: 由 shared_ptr 构造一个 weak_ptr。

shared_ptr 与 weak_ptr

如下面的示例：

shared_ptr<string> s1(new string); shared_ptr<string> s2 = s1; weak_ptr<string> w1 = s2;

在内存中：

C++11中的智能指针

s1, s2, w1 都指向一个 ptr_manage 的对象。
在该对象中有 shared_ref_count 与 weak_ref_count 两个域分别记录引用它的 shared_ptr 与 weak_ptr 的个数。这个很容易办到，只要在复制构造与赋值函数中对相当地引用值进行加1，在析构中减1即可。ptr_manage 中的 ptr 域存放真正的对象指针地址。

当 shared_ref_cnt 被减为0时，自动释放 ptr 指针所指向的对象。当 shared_ref_cnt 与 weak_ref_cnt 都变成0时，才释放 ptr_manage 对象。
如此以来，只要有相关联的 shared_ptr 存在，对象就存在。weak_ptr 不影响对象的生命周期。当用 weak_ptr 访问对象时，对象有可能已被释放了，要先 lock()。

当执行：

s1.reset()

此时：

C++11中的智能指针