智能指针实现

Posted 2021-01-14 sofard

原来的内存管理代码

int main()
{
int *ptr = new(nothrow) int(0);  //关闭异常
if(!ptr) 
{
cout << "new fails."
return 0;
}

if(!check())  ///有校验 ，抛出异常，每次都得管理内存

{

  delete ptr;             //释放
  ptr = nullptr;          //防止空悬指针

　throw exception();

}
delete ptr;             //释放
ptr = nullptr;          //防止空悬指针
return 0;
}

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使用引用计数，实现智能指针

1.构造函数中计数初始化为1，拷贝构造函数中计数值加1；

2.析构函数中引用计数减一；

3.赋值运算符中，左边的对象引用计数减一，右边的对象引用计数加一；

4.在赋值运算符和析构函数中，如果减一后为0，则调用delete释放对象。

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智能指针即为封装好的，带计数的指针，需要实现 构造函数，拷贝构造，赋值构造，析构

#include <iostream>
using namespace std;

 

template<class T>  //模板类T，智能指针即为封装好的，带计数的指针
class SmartPtr
{
　　public:
　　SmartPtr(T *p); //构造函数，参数是普通指针

       SmartPtr(const SmartPtr<T> &orig); // 拷贝构造  ，浅拷贝
　　SmartPtr<T>& operator=(const SmartPtr<T> &rhs); // 赋值操作符号，浅拷贝
　　~SmartPtr()    ; //析构函数
　　
　　private:
　　T * ptr;  // 指针
　　int *use_count; // 将use_count声明成指针是为了方便对其的递增或递减操作
};

template<class T>
SmartPtr<T>::SmartPtr(T *p) : ptr(p)
{
　　try
　　{
　　　　use_count = new int(1);   //分配计数内存
　　}
　　catch (...)
　　{
　　delete ptr;
　　ptr = nullptr;
　　use_count = nullptr;
　　cout << "Allocate memory for use_count fails." << endl;
　　exit(1);  //退出程序
　　}

　　cout << "Constructor is called!" << endl;
}

template<class T>
SmartPtr<T>::~SmartPtr()
{
　　// 只在最后一个对象引用ptr时才释放内存
　　if (--(*use_count) == 0)
　　{
　　delete ptr;
　　delete use_count;
　　ptr = nullptr;
　　use_count = nullptr;
　　cout << "Destructor is called!" << endl;
　　}
}

template<class T>
SmartPtr<T>::SmartPtr( const SmartPtr<T> &orig)
{
　　ptr = orig.ptr;
　　use_count = orig.use_count;
　　++(*use_count);
　　cout << "Copy constructor is called!" << endl;
}

// 重载等号函数不同于复制构造函数，即等号左边的对象可能已经指向某块内存。
// 这样，我们就得先判断左边对象指向的内存已经被引用的次数。如果次数为1，
// 表明我们可以释放这块内存；反之则不释放，由其他对象来释放。
template<class T>
SmartPtr<T>&   SmartPtr<T>::operator  =  (const SmartPtr<T> &rhs)
{
       //这句话如果放在最后面，那么 rhs=rhs(计数为1的时候)，将会释放内存
      ++(*rhs.use_count);

　　// 将左操作数对象的使用计数减1，若该对象的使用计数减至0，则删除该对象
       if (--(*use_count) == 0)
　　{
　　　　delete ptr;
　　　　delete use_count;
　　　　cout << "Left side object is deleted!" << endl;
　　}

　　ptr = rhs.ptr;
　　use_count = rhs.use_count;

　　cout << "Assignment operator overloaded is called!" << endl;
　　return *this;
}

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使用方法

指向单个元素的  智能指针，会有默认内存释放器，也可自己定义

shared_ptr<string> str_point  ( new string("jutta"),
　　// 自定义析构函数，lamada表达式
　　[](string *p)
　　{
　　cout << "delete " << *p << endl;
　　delete p;
　　}
　　);

指向数组元素的  智能指针，需要自己定义内存释放函数

shared_ptr<int>  int_point  ( new int[10],
　　// 自定义析构函数，lamada表达式
　　[](int *p)
　　{
　　delete[] p;
　　}
　　);

也可以使用unique_ptr的default_delete函数

shared_ptr<int>  int_point  (new int[10], default_delete <int [] > () );

 

 

share_prt与weak_ptr的区别？