0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

C++中的智能指针

电子工程师 来源:C语言与CPP编程 作者:C语言与CPP编程 2022-08-05 11:11 次阅读

大家好,今天借助本文,从实践、避坑和实现原理三个角度分析下C++中的智能指针。

本文主要内容如下图所示:

3490e1c0-1463-11ed-ba43-dac502259ad0.png

智能指针的由来

auto_ptr为什么被废弃

unique_ptr的使用、特点以及实现

shared_ptr的使用、特点以及实现

weak_ptr的使用、特点以及实现

介绍笔者在工作中遇到的一些职能指针相关的坑,并给出一些建议

背景

内存的分配与回收都是由开发人员在编写代码时主动完成的,好处是内存管理的开销较小,程序拥有更高的执行效率;弊端是依赖于开发者的水平,随着代码规模的扩大,极容易遗漏释放内存的步骤,或者一些不规范的编程可能会使程序具有安全隐患。如果对内存管理不当,可能导致程序中存在内存缺陷,甚至会在运行时产生内存故障错误。换句话说,开发者自己管理内存,最容易发生下面两种情况:

申请了内存却没有释放,造成内存泄漏

使用已经释放的内存,造成segment fault

所以,为了在保证性能的前提下,又能使得开发者不需要关心内存的释放,进而使得开发者能够将更多的精力投入到业务上,自C++11开始,STL正式引入了智能指针。

所有权

智能指针一个很关键的一个点就是是否拥有一个对象的所有权,当我们通过std::make_xxx或者new一个对象,那么就拥有了这个对象的所有权。

所有权分为独占所有权、共享所有权以及弱共享所有权三种。

独占所有权

顾名思义,独占该对象。独占的意思就是不共享,所有权可以转移,但是转移之后,所有权也是独占。auto_ptr和unique_ptr就是一种独占所有权方式的智能指针。

假设有个Object对象,如果A拥有该对象的话,就需要保证其在不使用该对象的时候,将该对象释放;而此时如果B也想拥有Object对象,那么就必须先让A放弃该对象所有权,然后B独享该对象,那么该对象的使用和释放就只归B所有,跟A没有关系了。

独占所有权具有以下几个特点:

如果创建或者复制了某个对象,就拥有了该对象

如果没有创建对象,而是将对象保留使用,同样拥有该对象的所有权

如果你拥有了某个对象的所有权,在不需要某一个对象时,需要释放它们

共享所有权

共享所有权,与独占所有权正好相反,对某个对象的所有权可以共享。shared_ptr就是一种共享所有权方式的智能指针。

假设此时A拥有对象Object,在没有其它拥有该对对象的情况下,对象的释放由A来负责;如果此时B也想拥有该对象,那么对象的释放由最后一个拥有它的来负责。

举一个我们经常遇到的例子,socket连接,多个发送端(sender)可以使用其发送和接收数据。

34a87fe2-1463-11ed-ba43-dac502259ad0.png

弱共享所有权

弱共享所有权,指的是可以使用该对象,但是没有所有权,由真正拥有其所有权的来负责释放。weak_ptr就是一种弱共享所有权方式的智能指针。

34c2be70-1463-11ed-ba43-dac502259ad0.png

分类

在C++11中,有unique_ptr、shared_ptr以及weak_ptr三种,auto_ptr因为自身转移所有权的原因,在C++11中被废弃(本节最后,将简单说下被废弃的原因)。

unique_ptr

使用上限制最多的一种智能指针,被用来取代之前的auto_ptr,一个对象只能被一个unique_ptr所拥有,而不能被共享,如果需要将其所拥有的对象转移给其他unique_ptr,则需要使用move语义

shared_ptr

与unique_ptr不同的是,unique_ptr是独占管理权,而shared_ptr则是共享管理权,即多个shared_ptr可以共用同一块关联对象,其内部采用的是引用计数,在拷贝的时候,引用计数+1,而在某个对象退出作用域或者释放的时候,引用计数-1,当引用计数为0的时候,会自动释放其管理的对象。

weak_ptr

weak_ptr的出现,主要是为了解决shared_ptr的循环引用,其主要是与shared_ptr一起来使用。和shared_ptr不同的地方在于,其并不会拥有资源,也就是说不能访问对象所提供的成员函数,不过,可以通过weak_ptr.lock()来产生一个拥有访问权限的shared_ptr。

auto_ptr

auto_ptr自C++98被引入,因为其存在较多问题,所以在c++11中被废弃,自C++17开始正式从STL中移除。

首先我们看下auto_ptr的简单实现(为了方便阅读,进行了修改,基本功能类似于std::auto_ptr):

template
classauto_ptr
{
T*p;
public:
auto_ptr(T*s):p(s){}
~auto_ptr(){deletep;}

auto_ptr(auto_ptr&a){
p=a.p;
a.p=NULL;
}
auto_ptr&operator=(auto_ptr&a){
deletep;
p=a.p;
a.p=NULL;
return*this;
}

T&operator*()const{return*p;}
T*operator->()const{returnp;}
};

从上面代码可以看出,auto_ptr采用copy语义来转移所有权,转移之后,其关联的资源指针设置为NULL,而这跟我们理解上copy行为不一致。

在<< Effective STL >>第8条,作者提出永不建立auto_ptr的容器,并以一个例子来说明原因,感兴趣的可以去看看这本书,还是不错的。

实际上,auto_ptr被废弃的直接原因是拷贝造成所有权转移,如下代码:

auto_ptra(newClassA);
auto_ptrb=a;
a->Method();

在上述代码中,因为b = a导致所有权被转移,即a关联的对象为NULL,如果再调用a的成员函数,显然会造成coredump。

正是因为拷贝导致所有权被转移,所以auto_ptr使用上有很多限制:

不能在STL容器中使用,因为复制将导致数据无效

一些STL算法也可能导致auto_ptr失效,比如std::sort算法

不能作为函数参数,因为这会导致复制,并且在调用后,导致原数据无效

如果作为类的成员变量,需要注意在类拷贝时候导致的数据无效

正是因为auto_ptr的诸多限制,所以自C++11起,废弃了auto_ptr,引入unique_ptr。

unique_ptr

unique_ptr是C++11提供的用于防止内存泄漏的智能指针中的一种实现(用来替代auto_ptr),独享被管理对象指针所有权的智能指针。

unique_ptr对象包装一个原始指针,并负责其生命周期。当该对象被销毁时,会在其析构函数中删除关联的原始指针。具有->和*运算符重载符,因此它可以像普通指针一样使用。

分类

unique_ptr分为以下两种:

指向单个对象

std::unique_ptrp1;//p1关联Type对象

指向一个数组

unique_ptrp2;//p2关联Type对象数组

特点

在前面的内容中,我们已经提到了unique_ptr的特点,主要具有以下:

独享所有权,在作用域结束时候,自动释放所关联的对象

voidfun(){
unique_ptra(newint(1));
}

无法进行拷贝与赋值操作

unique_ptrptr(newint(1));
unique_ptrptr1(ptr);//error
unique_ptrptr2=ptr;//error

显示的所有权转移(通过move语义)

unique_ptrptr(newint(1));
unique_ptrptr1=std::move(ptr);//ok

作为容器元素存储在容器中

unique_ptrptr(newint(1));
std::vector>v;

v.push_back(ptr);//error
v.push_back(std::move(ptr));//ok

std::cout<< *ptr << std::endl;// error

需要注意的是,自c++14起,可以使用下面的方式对unique_ptr进行初始化:

autop1=std::make_unique(3.14);
autop2=std::make_unique(n);

如果在c++11中使用上述方法进行初始化,会得到下面的错误提示:

error:‘make_unique’isnotamemberof‘std’

因此,如果为了使得c++11也可以使用std::make_unique,我们可以自己进行封装,如下:

namespacedetails{

#if__cplusplus>=201402L//C++14及以后使用STL实现的
usingstd::make_unique;
#else
template
std::unique_ptrmake_unique(Args&&...args)
{
returnstd::unique_ptr(newT(std::forward(args)...));
}
#endif
}//namespacedetails

使用

为了尽可能了解unique_ptr的使用姿势,我们使用以下代码为例:

#include
#include//std::move

voidfun1(double*);
voidfun2(std::unique*);
voidfun3(std::unique&);
voidfun4(std::unique);

intmain(){
std::unique_ptrp(newdouble(3.14));

fun1(p.get());
fun2(&p);
fun3(p);

if(p){
std::cout<< "is valid" << std::endl;
  }
  auto p2(p.release()); // 转移所有权
  auto p2.reset(new double(1.0));
  fun4(std::move(p2));
  
  return 0;
}

上述代码,基本覆盖了常见的unique_ptr用法:

第10行,通过new创建一个unique_ptr对象

第11行,通过get()函数获取其关联的原生指针

第12行,通过unique_ptr对象的指针进行访问

第13行,通过unique_ptr对象的引用进行访问

第16行,通过if(p)来判断其是否有效

第18行,通过release函数释放所有权,并将所有权进行转移

第19行,通过reset释放之前的原生指针,并重新关联一个新的指针

第20行,通过std::move转移所有权

简单实现

本部分只是基于源码的一些思路,便于理解,实现的一个简单方案,如果想要阅读源码,请点击unique_ptr查看。

基本代码如下:

template
classunique_ptr
{
T*p;
public:
unique_ptr():p(){}
unique_ptr(T*s):p(s){}
~unique_ptr(){deletep;}

unique_ptr(constunique_ptr&)=delete;
unique_ptr&operator=(constunique_ptr&)=delete;

unique_ptr(unique_ptr&&s):p(s.p){s.p=nullptr}

unique_ptr&operator=(unique_ptrs)
{deletep;p=s.p;s.p=nullptr;return*this;}

T*operator->()const{returnp;}
T&operator*()const{return*p;}
};

从上面代码基本可以看出,unique_ptr的控制权转移是通过move语义来实现的,相比于auto_ptr的拷贝语义转移所有权,更为合理。

shared_ptr

unique_ptr因为其局限性(独享所有权),一般很少用于多线程操作。在多线程操作的时候,既可以共享资源,又可以自动释放资源,这就引入了shared_ptr。

shared_ptr为了支持跨线程访问,其内部有一个引用计数(线程安全),用来记录当前使用该资源的shared_ptr个数,在结束使用的时候,引用计数为-1,当引用计数为0时,会自动释放其关联的资源。

特点

相对于unique_ptr的独享所有权,shared_ptr可以共享所有权。其内部有一个引用计数,用来记录共享该资源的shared_ptr个数,当共享数为0的时候,会自动释放其关联的资源。

shared_ptr不支持数组,所以,如果用shared_ptr指向一个数组的话,需要自己手动实现deleter,如下所示:

std::shared_ptrp(newint[8],[](int*ptr){delete[]ptr;});

使用

仍然以一段代码来说明,毕竟代码更有说服力。

#include
#include

intmain(){
//创建shared_ptr对象
std::shared_ptrp1=std::make_shared();
*p1=78;
std::cout<< "p1 = " << *p1 << std::endl;
    // 打印引用计数
    std::cout << "p1 Reference count = " << p1.use_count() << std::endl;
    
    std::shared_ptrp2(p1);
//打印引用计数
std::cout<< "p2 Reference count = " << p2.use_count() << std::endl;
    std::cout << "p1 Reference count = " << p1.use_count() << std::endl;
    
    if (p1 == p2)
    {
        std::cout << "p1 and p2 are pointing to same pointer
";
    }
    std::cout<<"Reset p1 "<

输出如下:

p1=78
p1Referencecount=1
p2Referencecount=2
p1Referencecount=2
p1andp2arepointingtosamepointer
Resetp1
p1ReferenceCount=0
p1ReferenceCount=1
p1ReferenceCount=0
p1isNULL

上面代码基本罗列了shared_ptr的常用方法,对于其他方法,可以参考源码或者官网。

线程安全

可能很多人都对shared_ptr是否线程安全存在疑惑,借助本节,对线程安全方面的问题进行分析和解释。

shared_ptr的线程安全问题主要有以下两种:

引用计数的加减操作是否线程安全

shared_ptr修改指向时是否线程安全

引用计数

shared_ptr中有两个指针,一个指向所管理数据的地址,另一个一个指向执行控制块的地址。

执行控制块包括对关联资源的引用计数以及弱引用计数等。在前面我们提到shared_ptr支持跨线程操作,引用计数变量是存储在堆上的,那么在多线程的情况下,指向同一数据的多个shared_ptr在进行计数的++或--时是否线程安全呢?

引用计数在STL中的定义如下:

_Atomic_word_M_use_count;//#shared
_Atomic_word_M_weak_count;//#weak+(#shared!=0)

当对shared_ptr进行拷贝时,引入计数增加,实现如下:

template<>
inlinevoid
_Sp_counted_base<_S_atomic>::
_M_add_ref_lock(){
//Performlock-freeadd-if-not-zerooperation.
_Atomic_word__count;
do
{
__count=_M_use_count;
if(__count==0)
__throw_bad_weak_ptr();
}
while(!__sync_bool_compare_and_swap(&_M_use_count,__count,
__count+1));
}

最终,计数的增加,是调用__sync_bool_compare_and_swap实现的,而该函数是线程安全的,因此我们可以得出结论:在多线程环境下,管理同一个数据的shared_ptr在进行计数的增加或减少的时候是线程安全的,这是一波原子操作。

修改指向

修改指向分为操作同一个对象和操作不同对象两种。

同一对象

以下面代码为例:

voidfun(shared_ptr&p){
if(...){
p=p1;
}else{
p=p2;
}
}

当在多线程场景下调用该函数时候,p之前的引用计数要进行-1操作,而p1对象的引用计数要进行+1操作,虽然这俩的引用计数操作都是线程安全的,但是对这俩对象的引用计数的操作在一起时候却不是线程安全的。这是因为当对p1的引用计数进行+1时候,恰恰前一时刻,p1的对象被释放,后面再进行+1操作,会导致segment fault。

不同对象

代码如下:

voidfun1(std::shared_ptr&p){
p=p1;
}

voidfun2(std::shared_ptr&p){
p=p2;
}

intmain(){
std::shared_ptrp=std::make_shared();
autop1=p;
autop2=p;
std::threadt1(fun1,p1);
std::threadt2(fun2,p2);

t1.join();
t2.join();

return0;
}

在上述代码中,p、p1、p2指向同一个资源,分别有两个线程操作不同的shared_ptr对象(虽然关联的底层资源是同一个),这样在多线程下,只对p1和p2的引用计数进行操作,不会引起segment fault,所以是线程安全的。

同一个shared_ptr被多个线程同时读是安全的

同一个shared_ptr被多个线程同时读写是不安全的

简单实现

本部分只是基于源码的一些思路,便于理解,实现的一个简单方案,如果想要阅读源码,请点击shared_ptr查看。

记得之前看过一个问题为什么引用计数要new,这个问题我在面试的时候也问过,很少有人能够回答出来,其实,很简单,因为要支持多线程访问,所以只能要new呀。

代码如下:

template
classweak_ptr;

classCounter{
public:
Counter()=default;
ints_=0;//shared_ptr的计数
intw_=0;//weak_ptr的计数
};

template
classshared_ptr{
public:
shared_ptr(T*p=0):ptr_(p){
cnt_=newCounter();
if(p){
cnt_->s_=1;
}
}

~shared_ptr(){
release();
}

shared_ptr(shared_ptrconst&s){
ptr_=s.ptr_;
(s.cnt)->s_++;
cnt_=s.cnt_;
}

shared_ptr(weakptr_const&w){
ptr_=w.ptr_;
(w.cnt_)->s_++;
cnt_=w.cnt_;
}

shared_ptr&operator=(shared_ptr&s){
if(this!=&s){
release();
(s.cnt_)->s_++;
cnt_=s.cnt_;
ptr_=s.ptr_;
}
return*this;
}

T&operator*(){
return*ptr_;
}

T*operator->(){
returnptr_;
}

friendclassweak_ptr;

protected:
voidrelease(){
cnt_->s_--;
if(cnt_->s_< 1)
    {
      delete ptr_;
      if (cnt_->w_< 1)
      {
          delete cnt_;
          cnt_ = NULL;
      }
    }
  }

private:
  T *ptr_;
  Counter *cnt_;
};

weak_ptr

在三个智能指针中,weak_ptr是存在感最低的一个,也是最容易被大家忽略的一个智能指针。它的引入是为了解决shared_ptr存在的一个问题循环引用。

特点

不具有普通指针的行为,没有重载operator*和operator->

没有共享资源,它的构造不会引起引用计数增加

用于协助shared_ptr来解决循环引用问题

可以从一个shared_ptr或者另外一个weak_ptr对象构造,进而可以间接获取资源的弱共享权。

使用

intmain(){
std::shared_ptrp1=std::make_shared(14);
{
std::weak_ptrweak=p1;
std::shared_ptrnew_shared=weak.lock();

shared_e1=nullptr;

new_shared=nullptr;
if(weak.expired()){
std::cout<< "weak pointer is expired" << std::endl;
        }
        
        new_shared = weak.lock();
        std::cout << new_shared << std::endl;
   }
  
  return 0;
}

上述代码输出如下:

weakpointerisexpired
0

使用成员函数use_count()和expired()来获取资源的引用计数,如果返回为0或者false,则表示关联的资源不存在

使用lock()成员函数获得一个可用的shared_ptr对象,进而操作资源

当expired()为true的时候,lock()函数将返回一个空的shared_ptr

简单实现

template
classweak_ptr
{
public:
weak_ptr()=default;

weak_ptr(shared_ptr&s):ptr_(s.ptr_),cnt(s.cnt_){
cnt_->w_++;
}

weak_ptr(weak_ptr&w):ptr_(w.ptr_),cnt_(w.cnt_){
cnt_->w_++;
}
~weak_ptr(){
release();
}
weak_ptr&operator=(weak_ptr&w){
if(this!=&w){
release();
cnt_=w.cnt_;
cnt_->w_++;
ptr_=w.ptr_;
}
return*this;
}
weak_ptr&operator=(shared_ptr&s)
{
release();
cnt_=s.cnt_;
cnt_->w_++;
ptr_=s.ptr_;
return*this;
}

shared_ptrlock(){
returnshared_ptr(*this);
}

boolexpired(){
if(cnt){
if(cnt->s_>0){
returnfalse;
}
}
returntrue;
}

friendclassshared_ptr;

protected:
voidrelease(){
if(cnt_){
cnt_->w_--;
if(cnt_->w_< 1 && cnt_->s_< 1) {
        cnt_ = nullptr;
      }
    }
  }

private:
    T *ptr_ = nullptr;
    Counter *cnt_ = nullptr;
};

循环引用

在之前的文章内存泄漏-原因、避免以及定位中,我们讲到使用weak_ptr来配合shared_ptr使用来解决循环引用的问题,借助本文,我们深入说明下如何来解决循环引用的问题。

代码如下:

classController{
public:
Controller()=default;

~Controller(){
std::cout<< "in ~Controller" << std::endl;
  }

  class SubController {
   public:
    SubController() = default;

    ~SubController() {
      std::cout << "in ~SubController" << std::endl;
    }

    std::shared_ptrcontroller_;
};

std::shared_ptrsub_controller_;
};

在上述代码中,因为controller和sub_controller之间都有一个指向对方的shared_ptr,这样就导致任意一个都因为对方有一个指向自己的对象,进而引用计数不能为0。

34d2eb24-1463-11ed-ba43-dac502259ad0.png

为了解决std::shared_ptr循环引用导致的内存泄漏,我们可以使用std::weak_ptr来单面去除上图中的循环。

classController{
public:
Controller()=default;

~Controller(){
std::cout<< "in ~Controller" << std::endl;
  }

  class SubController {
   public:
    SubController() = default;

    ~SubController() {
      std::cout << "in ~SubController" << std::endl;
    }

    std::weak_ptrcontroller_;
};

std::shared_ptrsub_controller_;
};

在上述代码中,我们将SubController类中controller_的类型从std::shared_ptr变成std::weak_ptr。

34e5e008-1463-11ed-ba43-dac502259ad0.png

那么,为什么将SubController中的shared_ptr换成weak_ptr就能解决这个问题呢?我们看下源码:

template
__weak_ptr&
operator=(const__shared_ptr<_Tp1, _Lp>&__r)//neverthrows
{
_M_ptr=__r._M_ptr;
_M_refcount=__r._M_refcount;
return*this;
}

在上面代码中,我们可以看到,将一个shared_ptr赋值给weak_ptr的时候,其引用计数并没有+1,所以也就解决了循环引用的问题。

那么,如果我们想要使用shared_ptr关联的对象进行操作时候,该怎么做呢?使用weak_ptr::lock()函数来实现,源码如下:

__shared_ptr<_Tp, _Lp>
lock()const{
returnexpired()?__shared_ptr():__shared_ptr(*this);
}

从上面代码可看出,使用lock()函数生成一个shared_ptr供使用,如果之前的shared_ptr已经被释放,那么就返回一个空shared_ptr对象,否则生成shared_ptr对象的拷贝(这样即使之前的释放也不会存在问题)。

经验之谈

不要混用

指针之间的混用,有时候会造成不可预知的错误,所以建议尽量不要混用。包括裸指针和智能指针以及智能指针之间的混用

裸指针和智能指针混用

代码如下:

voidfun(){
autoptr=newType;
std::shared_ptrt(ptr);

deleteptr;
}

在上述代码中,将ptr所有权归shared_ptr所拥有,所以在出fun()函数作用域的时候,会自动释放ptr指针,而在函数末尾又主动调用delete来释放,这就会造成double delete,会造成segment fault。

智能指针混用

代码如下:

voidfun(){
std::unique_ptrt(newType);
std::shared_ptrt1(t.get());
}

在上述代码中,将t关联的对象又给了t1,也就是说同一个对象被两个智能指针所拥有,所以在出fun()函数作用域的时候,二者都会释放其关联的对象,这就会造成double delete,会造成segment fault。

需要注意的是,下面代码在STL中是支持的:

voidfun(){
std::unique_ptrt(newType);
std::shared_ptrt1(std::move(t));
}

不要管理同一个裸指针

代码如下:

voidfun(){
autoptr=newType;
std::unique_ptrt(ptr);
std::shared_ptrt1(ptr);
}

在上述代码中,ptr所有权同时给了t和t1,也就是说同一个对象被两个智能指针所拥有,所以在出fun()函数作用域的时候,二者都会释放其关联的对象,这就会造成double delete,会造成segment fault。

避免使用get()获取原生指针

voidfun(){
autoptr=std::make_shared();

autoa=ptr.get();

std::shared_ptrt(a);
deletea;
}

一般情况下,生成的指针都要显式调用delete来进行释放,而上述这种,很容易稍不注意就调用delete;非必要不要使用get()获取原生指针。

不要管理this指针

classType{
private:
voidfun(){
std::shared_ptrt(this);
}
};

在上述代码中,如果Type在栈上,则会导致segment fault,堆上视实际情况(如果在对象在堆上生成,那么使用合理的话,是允许的)。

只管理堆上的对象

voidfun(){
Typet;
std::shared_ptrptr(&t);
};

在上述代码中,t在栈上进行分配,在出作用域的时候,会自动释放。而ptr在出作用域的时候,也会调用delete释放t,而t本身在栈上,delete一个栈上的地址,会造成segment fault。

优先使用unique_ptr

根据业务场景,如果需要资源独占,那么建议使用unique_ptr而不是shared_ptr,原因如下:

性能优于shared_ptr

因为shared_ptr在拷贝或者释放时候,都需要操作引用计数

内存占用上小于shared_ptr

shared_ptr需要维护它指向的对象的线程安全引用计数和一个控制块,这使得它比unique_ptr更重量级

使用make_shared初始化

我们看下常用的初始化shared_ptr两种方式,代码如下:

std::shared_ptrp1=newType;
std::shared_ptrp2=std::make_shared();

那么,上述两种方法孰优孰劣呢?我们且从源码的角度进行分析。

第一种初始化方法,有两次内存分配:

new Type分配对象

为p1分配控制块(control block),控制块用于存放引用计数等信息

我们再看下make_shared源码:

templateinline
shared_ptr<_Ty>make_shared(_Types&&..._Args)
{//makeashared_ptr
_Ref_count_obj<_Ty>*_Rx=
new_Ref_count_obj<_Ty>(_STDforward<_Types>(_Args)...);

shared_ptr<_Ty>_Ret;
_Ret._Resetp0(_Rx->_Getptr(),_Rx);
return(_Ret);
}

这里的_Ref_count_obj类包含成员变量:

控制块

一个内存块,用于存放智能指针管理的资源对象

再看看_Ref_count_obj的构造函数:

template
_Ref_count_obj(_Types&&..._Args)
:_Ref_count_base()
{//constructfromargumentlist
::new((void*)&_Storage)_Ty(_STDforward<_Types>(_Args)...);
}

此处虽然也有一个new操作,但是此处是placement new,所以不存在内存申请。

从上面分析我们可以看出,第一种初始化方式(new方式)共有两次内存分配操作,而第二种初始化方式(make_shared)只有一次内存申请,所以建议使用make_shared方式进行初始化。

结语

智能指针的出现,能够使得开发者不需要关心内存的释放,进而使得开发者能够将更多的精力投入到业务上。但是,因为智能指针本身也有其局限性,如果使用不当,会造成意想不到的后果,所以,在使用之前,需要做一些必要的检查,为了更好地用好智能指针,建议看下源码实现,还是比较简单的。

审核编辑:彭静
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 函数
    +关注

    关注

    3

    文章

    3866

    浏览量

    61308
  • C++
    C++
    +关注

    关注

    21

    文章

    2066

    浏览量

    72899
  • 代码
    +关注

    关注

    30

    文章

    4555

    浏览量

    66746

原文标题:智能指针-使用、避坑和实现

文章出处:【微信号:C语言与CPP编程,微信公众号:C语言与CPP编程】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    关于C++函数指针的使用

    关于C++函数指针的使用(包含对typedef用法的讨论) (一)简单的函数指针的应用。 //形式1:返回类型(*函数名)(参数表) char (*pFun)(int); c
    发表于 07-13 03:51

    C指针详解

    我想对很多学习C语言的新手来说,指针无疑是一个难点。但是,我觉得指针也是C语言特别重要的一个特性。也许,你在除了C
    发表于 12-29 07:20

    嵌入式工程师需要哪些技能书/技能加点

    程师嵌入式硬件工程师通用技能树软件C/C++语言编程经验、编程能力、应用开发、OOP面向对象编程方式、软件框架、C指针、文件IO、进程线程、高级IO、对
    发表于 08-06 09:46

    C/C++开源库及示例代码简介

    2.1.4 多维数组2.1.5 图2.2 对容器的操作2.3 字符串处理2.3.1 字符集2.3.2 字符串格式化2.3.3 正则表达式2.3.4 (其它)2.4 内存相关2.4.1 智能指针2.4.2...
    发表于 08-20 08:23

    C和指针_C与C++经典著作

    C和指针_C与C++经典著作,感兴趣的小伙伴们可以瞧一瞧。
    发表于 11-16 18:32 0次下载

    C++实验--指针

    C++实验--指针
    发表于 12-30 14:50 1次下载

    C++指针”学习建议

    C++指针”学习建议
    发表于 03-31 15:53 3次下载

    C++指针的学习建议

     一。对于众多人提出的c/c++指针难学的问题做个总结:
    发表于 11-07 17:13 8次下载
    <b class='flag-5'>C++</b><b class='flag-5'>指针</b>的学习建议

    C++封装:this指针

    C++封装:this指针
    的头像 发表于 06-29 14:37 3224次阅读
    <b class='flag-5'>C++</b>封装:this<b class='flag-5'>指针</b>

    【嵌入式技能树】

    程师嵌入式硬件工程师通用技能树软件C/C++语言编程经验、编程能力、应用开发、OOP面向对象编程方式、软件框架、C指针、文件IO、进程线程、高级IO、对C++中的智能指针、多线程、网络
    发表于 10-21 10:21 16次下载
    【嵌入式技能树】

    C和C++经典著作《C和指针

    C和C++经典著作《C和指针
    发表于 01-17 09:46 0次下载

    C++的引用和指针

    之前的文章我们已经介绍了C++中的基本类型如int,bool和double等,除了基本类型C++还有一些更复杂的数据类型复合类型,所谓的复合类型就是通过其他类型定义的类型,本篇文章我们将会着重介绍C++的复合类型引用和
    的头像 发表于 03-17 14:00 426次阅读

    rust语言基础学习: 智能指针之Cow

    Rust中与借用数据相关的三个trait: Borrow, BorrowMut和ToOwned。理解了这三个trait之后,再学习Rust中能够实现写时克隆的智能指针Cow。
    的头像 发表于 05-22 16:13 1992次阅读

    C++智能指针的底层实现原理

    C++智能指针的头文件: #include 1. shared_ptr: 智能指针从本质上来说是一个模板类,用类实现对指针对象的管理。 template class shared_pt
    的头像 发表于 11-09 14:32 289次阅读
    <b class='flag-5'>C++</b><b class='flag-5'>智能指针</b>的底层实现原理

    nginx内存池源码设计

    , 但是我们只能自己管理内存, 一不小心产生了内存泄漏问题, 又特别是服务器的内存泄漏问题, 进程不死去, 泄漏的内存就一直无法回收. 所以对于内存的管理一直是我们C系列程序员深挖的事情. 所以对于C++智能指针这个东西. 还有内存池组件. 内存池组件也不能完全避
    的头像 发表于 11-13 11:51 446次阅读
    nginx内存池源码设计