智能指针（auto_ptr）vc版

Posted 2021-02-10 ycw1024

auto_ptr包含于头文件 #include<memory> 其中<vector><string>这些库中也存有。auto_ptr 能够方便的管理单个堆内存对象，在你不用的时候自动帮你释放内存。

auto_ptr的设计目的：

        局部对象获取的资源（内存），当函数退出时，它们的析构函数被调用，从而自动释放这些资源，但是，如果以显式手法获得的资源（称为动态分配内存空间如：new、malloc等）没有绑定在任何对象身上，必须以显式手法释放。（如：delete，free等）。

         因此，这会出现一些麻烦，如我们忘掉delete，或者return语句在delete之前，例如：

 1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 int main()
 4 {
 5     int *p=new int(10);
 6     if(*p>2)
 7         return 0;
 8     delete p;
 9     p=NULL;
10 }

在没有delete之前函数已经返回。同时，如果此函数有异常出现时，函数将立刻退离，根本不会调用函数尾端的delete语句，这就会使内存遗失。当然我们也可以防止这种情况发生那就是在函数中用try。。catch语句，但是这回显的程序很复杂和累赘。

        如果使用智能指针，无论在任何情况下，只要自身摧毁就一定会释放资源。因为智能指针原理就是将指针转换为类对象，由于对象被销毁会自动调用类中的析构函数，释放对象所指向的内存空间从而达到自动释放资源的目的。

注意：auto_ptr它是“它所指向的对象”的拥有者。所以。当身为对象拥有者的auto_ptr被摧毁，auto_ptr要求一个对象只有一个拥有者，严禁一物二主（之后的拥有权转移也会提到）

一个版本的auto_ptr是Linux和VS中使用的，另一个是VC版本的，下面是VC版本的auto_ptr的源代码剖析：

c中的auto_ptr:

        源码：

vc：

template<class _Ty>
    class auto_ptr {
public:
    typedef _Ty element_type;
    explicit auto_ptr(_Ty *_P = 0) _THROW0()
        : _Owns(_P != 0), _Ptr(_P) {}
    auto_ptr(const auto_ptr<_Ty>& _Y) _THROW0()
        : _Owns(_Y._Owns), _Ptr(_Y.release()) {}
    auto_ptr<_Ty>& operator=(const auto_ptr<_Ty>& _Y) _THROW0()
        {if (this != &_Y)
            {if (_Ptr != _Y.get())
                {if (_Owns)
                    delete _Ptr;
                _Owns = _Y._Owns; }
            else if (_Y._Owns)
                _Owns = true;
            _Ptr = _Y.release(); }
        return (*this); }
    ~auto_ptr()
        {if (_Owns)
            delete _Ptr; }
    _Ty& operator*() const _THROW0()
        {return (*get()); }
    _Ty *operator->() const _THROW0()
        {return (get()); }
    _Ty *get() const _THROW0()
        {return (_Ptr); }
    _Ty *release() const _THROW0()
        {((auto_ptr<_Ty> *)this)->_Owns = false;
        return (_Ptr); }
private:
    bool _Owns;
    _Ty *_Ptr;
    };

 解析代码：

1.

#include <iostream>
#include <vld.h>
int main()
{
    int *p=new int(10)//初始化指针
        return 0；
}

运行结果：

 

 由于没有用delete释放内存空间，所以造成内存空间浪费了四个字节。

2.

#include<iostream>
using namespace std;

class Test
{
public:
    void fun()
    {
        cout << "Test::fun()" << endl;
    }
};
template<class _Ty>
class auto_ptr
{
public:
    explicit auto_ptr(_Ty *_P = 0) :_Owns(_P != 0), _Ptr(_P)
    {}
    auto_ptr(const auto_ptr<_Ty>&_Y):_Owns(_Y._Owns),_Ptr(_Y.release()){}
    auto_ptr<_Ty>&operator=(const auto_ptr<_Ty>&_Y)//赋值运算符重载
    {
        if(this!=&_Y)//判断自身赋值给自身
        {
            if (_Ptr != _Y._Ptr)//判断两指针是否指向同一内存
            {
                if (_Owns)    //判断该对象是否有拥有权
                    delete _Ptr;  //释放成员指针指向的内存空间
                _Owns = _Y._Owns;   //修改该指针的拥有权
            }
            else if (_Y._Owns)
                _Owns = true;
            _Ptr = _Y.release();  //修改_Y的拥有权，并将_Y的_Ptr赋值给该成员_Ptr从而使该对象具有_Y._Ptr指向空间的拥有权
        }
        return (*this);
    }
    _Ty& operator*()
    {
        return *_Ptr;
    }
    _Ty* operator->()
    {
        return _Ptr;
    }
    _Ty*release()const
    {
        ((auto_ptr<_Ty>*)this)->_Owns = false;
        return (_Ptr);
    }
    ~auto_ptr()
    {
        if (_Owns)
            delete _Ptr;
    }
private:
    bool _Owns;//拥有权
    _Ty *_Ptr;

};

int main()
{
    int *p = new int(10);
    auto_ptr<int> pl(p);
    cout << *pl << endl;
    Test *pc = new Test;
    auto_ptr<Test> temp(pc);
    temp->fun();
    auto_ptr<int>pal = pl;
    cout << *pal << endl;
    auto_ptr<int>pt;
    pt = pal;
    cout << *pal << endl;
    cout << *pt << endl;
    
    return 0;
}

 　　auto_ptr(const auto_ptr<_Ty>&_Y):_Owns(_Y._Owns),_Ptr(_Y.release()){}//此处的const并非意味你不能更改auto_ptr所拥有的对象，而是意味你不能更改auto_ptr的拥有权。（通俗讲就是如果使用const auto_ptr作为参数，对新对象的任何赋值操作都将导致编译期错误。就常数特性而言，const auto_ptr比较类似常数指针（T*const p），而非指向常数的指针（const  T*p）——尽管其语法看上去比较像后者。所以_Y.release()改变了_Y.Owns的值不影响函数运行。

运行结果  :

no memory leaks 无内存泄漏

     这里有一些问题，为什么*pal的拥有权已经转移却还能输出呢？因为vc版的auot_ptr就是将拥有权转移后，除了不能够对其多次析构外，还可以对其进行操作，这就不好了，你都已经分手了，还不放手。在VS版本上对拥有权有更好的管理。