C++智能指针类模板

Posted 2020-08-07

1、智能指针本质上是一个对象，这个对象可以像原生的一样来进行使用。原因是智能指针对象对应的类中，将指针相关的操作都进行了重载操作处理，所以才会达到这种像是原生的效果。

2、智能指针的意义：

现在C++开发库中最重要的类模板之一

C++中自动内存管理的主要手段

能够在很大程度上避开内存相关的问题

3、在QT中开发库中也提供了智能指针类模板，在STL标准库中也提供了，在c++的标准库忘了什么名了中也提供了智能指针类模板。所以智能指针类模板在C++中的地位很重要

4、STL中的智能指针类模板 auto_ptr，在memory这个头文件中。

(1)生命周期结束时，销毁指向的内存空间

(2)不能指向堆数组，只能指向堆对象（变量）

(3)一片堆空间只属于一个智能指针对象

(4)多个智能指针对象不能指向同一片堆空间

既然auto_ptr是一个类模板，所以使用时就要指定类型参数。如a：auto_ptr<Test> pt(new Test()); pt.get();可以返回pt所指向的空间的内存起始地址.

5、STL中的其他智能指针 

(1)shared_ptr:带有引用计数机制，所以可以支持多个指针对象指向同一片内存空间

(2)weak_ptr：配合shared_ptr而引人的一种智能指针

(3)unique_ptr：一个指针对象只能指向一片内存空间，但是不能进行所有权的转移，所以就不能拷贝构造和赋值。

例：STL标准库中auto_ptr的使用

#include <iostream>

#include <string>

#include <memory> //auto_ptr这个智能指针类模板就在这个头文件中

using namespace std;

/*

* STL标准库中的auto_ptr智能指针类模板的使用。

* auto_ptr的特点：

* 生命周期结束时，销毁指向的内存空间

* 不能指向堆数组，只能指向堆对象（变量）

* 一片堆空间只属于一个智能指针对象

* 多个智能指针对象不能指向同一片堆空间

*/

class Test

{

private:

string m_name;

public:

Test(const char *name)

{

m_name = name;

cout << "Hello." << "I‘m " << name << endl; 

}

void print()

{

cout << "why_fangqingqing " << endl;

}

~Test()

{

cout << "Goodbye " << m_name << endl;

}

};

int main(void)

{

auto_ptr<Test> pt1(new Test("why"));

cout << "pt1 = " << pt1.get() << endl; //获取指向的内存空间的起始地址

pt1->print();

auto_ptr<Test> pt2(pt1); //pt2指向了pt1指向的内存空间，pt1释放掉指向的内存空间，这是auto_ptr的特点，一片内存空间只能由一个auto_ptr指针对象指向

cout << "pt1 = " << pt1.get() << endl; // 0

cout << "pt2 = " << pt2.get() << endl;

pt2->print();

return 0;

}

6、Qt中的智能指针类模板

(1)QPointer，在Qt中包含QPointer头文件就可以使用这个QPointer智能指针类模板了

@1：当其指向的对象被销毁时，它会被自动置空。（也就是说可以多个QPointer智能指针指向同一个对象，当这个对象被销毁的时候，所有的指向这个对象的QPointer指针都变为空了）

@2：析构时不会自动销毁所指向的对象。（也就是说QPoniter指针生命周期结束的时候，不会自动删除所指向的对象(堆空间)，我们要手动的delete掉，手动delete一次之后，所有指向这个堆

空间的QPointer指针都会被置为空）

(2)QSharedPointer，在Qt中的QSharedPointer头文件中。

@1：引用计数型智能指针

@2：可以被自由的拷贝和赋值

@3：当引用计数为0时才删除指向的对象（也就是，当这个对象被一次QSharedPointer指针指向时，就会加一次这个对象的引用的次数。当指向这个对象的QSharedPointer指针少一个时，

就会减一次这个对象的引用次数，直到减到没有一个QSharedPointer指针指向这个对象时，也就是这个对象被QSharedPointer指针引用次数为0时，才会销毁这个对象）

在Qt开发中，所有自己写的类，都要去继承QObject这个顶层父类，也就是基类。

7、Qt中的其他智能指针类模板

(1)QWeakPointer

(2)QScopedPointer

(3)QSharedDataPointer

(4)QExplicitlySharedDataPointer

例：

#include <QPointer>

#include <QSharedPointer>

#include <QString>

#include <QDebug>

/*

* Qt开发库中的QPointer智能指针和QSharedPo智能指针类模板的使用。

* QPointer的特点：

* @1：当其指向的对象被销毁时，它会被自动置空。

*  （也就是说可以多个QPointer智能指针指向同一个对象，当这个对象被销毁的时候，所有的指向这个对象的QPointer指针都变为空了）

* @2：析构时不会自动销毁所指向的对象。（也就是说QPoniter指针生命周期结束的时候，

* 不会自动删除所指向的对象(堆空间)，我们要手动的delete掉，手动delete一次之后，所有指向这个堆空间的QPointer指针都会被置为空）

*/

/*

*   QSharedPointer的特点:

*   @1：引用计数型智能指针

*   @2：可以被自由的拷贝和赋值

*   @3：当引用计数为0时才删除指向的对象（也就是，当这个对象被一次QSharedPointer指针指向时，就会加一次这个

*   对象的引用的次数。当指向这个对象的QSharedPointer指针少一个时，就会减一次这个对象的引用次数，

*   直到减到没有一个QSharedPointer指针指向这个对象时，也就是这个对象被QSharedPointer指针引用次数为0时，才会销毁这个对象）

*/

class Test : public QObject //Qt中所有自己完成的类都要继承这个Qt中的QObject顶层父类，基类

{

private:

    QString m_name;

public:

    Test(const char *name)

    {

        m_name = name;

        qDebug() << "Hello." << "I‘m " << name;

    }

    void print()

    {

        qDebug() << "why_fangqingqing ";

    }

    ~Test()

    {

        qDebug() << "Goodbye " << m_name;

    }

};

int main(void)

{

    QPointer<Test> pt1(new Test("why"));

    QPointer<Test> pt2(pt1);

    qDebug() << "pt1 = " << pt1;

    qDebug() << "pt2 = " << pt2;

    pt1->print();

    pt2->print();

    delete pt1; //要手动的去delete掉pt1所指向的堆空间。编译器不会自动的去销毁，当生命周期结束时，delete掉后，所有指向这个空间

                //的QPointer指针都会被置为空。

    qDebug() << "pt1 = " << pt1;    //0

    qDebug() << "pt2 = " << pt2;    //0

    qDebug() << endl;

    QSharedPointer<Test> spt1(new Test("fangqingqing"));    //这时这个堆空间的对象被QSharedPoin引用了一次

    QSharedPointer<Test> spt2(spt1);    //这时这个堆空间的对象被QSharedPoin引用又加了一次

    qDebug() << "spt1 = " << spt1;

    qDebug() << "spt2 = " << spt2;

    spt1->print();

    spt2->print();

    return 0;       //当那个堆空间的对象被QSharedPointer引用的次数减到0时，就会销毁这个堆空间的对象

}

7、自己实现一个智能指针类模板

#ifndef _SMARTPOINTER_H_

#define _SMARTPOINTER_H_

template

< typename T >

class Pointer

{

private:

T *mp;

public:

Pointer(T* p = NULL)

{

mp = p;

}

Pointer(const Pointer<T>& obj)

{

mp = obj.mp;

const_cast<Pointer<T>&>(obj).mp =NULL;

}

Pointer<T>& operator = (const Pointer<T>& obj)

{

if (this != &obj)

{

delete mp;

mp = obj.mp;

const_cast<Pointer<T>&>(obj).mp = NULL;

}

return *this;

}

T* get()

{

return mp;

}

T* operator -> ()

{

return mp;

}

T& operator * ()

{

return *mp;

}

~Pointer()

{

delete mp;

}

bool isNULL()

{

return (mp == NULL);

}

};

#endif