1 智能指针

目录

• 1 内存泄漏问题
• 2 智能指针
• 3 智能指针的设计方案

1 内存泄漏问题

• 动态申请堆空间，用完后不归还
• C++语言中没有垃圾回收的机制
• 指针无法控制所指堆空间的生命周期

2 智能指针

• 指针生命周期结束时主动释放堆空间
• 一片堆空间最多只能由一个指针标识
• 杜绝指针运算和指针比较

3 智能指针的设计方案

• 通过类模板描述指针的行为：能够定义不同类型的指针对象

• 重载指针特征操作符（-> 和 *）：利用对象模拟原生指针的行为

• 示例：智能指针

  • Demo

    //SmartPointer.h
    #ifndef _SMARTPOINTER_H_
    #define _SMARTPOINTER_H_
    
    //声明一个命名空间：DTLib
    namespace DTLib
    {
    
    template <typename T>
    class SmartPointer
    {
    protected:
    	//成员变量：原生指针
    	T* m_pointer;
    public:
    	//构造函数：默认原生指针赋值为NULL
    	SmartPointer(T* p = NULL) {
    		m_pointer = p;
    	}
    
        
    	//一片堆空间最多只能由一个指针标识
    	//拷贝构造函数
    	SmartPointer(const SmartPointer<T>& obj) {
    		//将当前对象的成员指针指向obj对象指针所指向的堆空间
    		m_pointer = obj.m_pointer;
    		//将obj对象的指针置空，否则会有两个指针指向同一片堆空间
    		const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = NULL;
    	}
        
    	//重载赋值操作符"=”
    	SmartPointer<T>& operator=(const SmartPointer<T>& obj) {
    		//首先判断是否自赋值
    		if (this != &obj) {
    			//释放当前对象的成员指针所指向的堆空间
    			delete m_pointer;
    			m_pointer = obj.m_pointer;
    			const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer = NULL;
    		}
    		//支持连续赋值
    		return *this;
    	}
    
        
    	//重载指针特征操作符
    	//"->"：返回指针
    	T* operator->() {
    		return m_pointer;
    	}
        
    	//"*"：返回指针所指向的内容
    	T& operator*() {
    		return *m_pointer;
    	}
    
        
    	//判断当前指针是否为空指针
    	bool isNull() {
    		return (m_pointer == NULL);
    	}
        
    	//获取指针
    	T* get() {
    		return m_pointer;
    	}
    
        
    	//析构函数：主动释放指针所指向的堆空间
    	~SmartPointer() {
    		delete m_pointer;
    	}
    };
    
    }
    
    #endif
    

  • 应用

    //main.cpp
    #include <iostream>
    #include "SmartPointer.h"
    using namespace std;
    using namespace DTLib;
    
    //创建测试类
    class Test
    {
    public:
    	Test() {
    		cout << "Test()" << endl;
    	}
    	~Test() {
    		cout << "~Test()" << endl;
    	}
    };
    
    int main()
    {
    	SmartPointer<Test> sp = new Test();
    
    	SmartPointer<Test> nsp;
        
    	nsp = sp;
        
    	cout << sp.isNull() << endl;  //0：sp为空
    	cout << nsp.isNull() << endl;  //1：nsp不为空
    
    	//nsp++;  // error : 没有与这些操作数匹配的 "++" 运算符
    
    	return 0;
    }
    

  • 编译运行

    Test()
    1
    0
    ~Test()
    

• 智能指针使用规则：只能用来指向堆空间中的单个对象或者变量