四种智能指针的使用

auto_ptr<>, unique_ptr<>, shared_ptr<>, weak_ptr<>

参考:

https://changkun.de/modern-cpp/zh-cn/05-pointers/

================================================

1. auto_ptr<>

#include<memory>
#include <iostream>
using namespace std;

struct Test
{
    /* data */
    int ta = 1;
    std::string ts = "HelloCpp";

};

int main() {

    auto_ptr<Test> p1(new Test());
    cout << p1.get()->ta << endl;
    cout << (*p1).ta << endl;

    auto_ptr<Test> p2 = p1;
    if (p1.get() != nullptr) { cout << p1.get()->ta << endl;}
    else {cout << "p1 is nullptr!!!" << endl;}

    cout << p2.get()->ta << endl;

    p2.reset(new Test());
    cout << p2.get()->ta << endl;

    Test* p3 = p2.release();  // release() 返回一个指针
    cout << p3->ts << endl;

    p2.reset(); // reset() 会把当前智能指针内部的指针置0，或者输入新指针，如 p2.reset(Test*)
    cout << p2.get() << endl;


}

 

 

2. shared_ptr<>

• 引用计数规则

#include<memory>
#include <iostream>
using namespace std;

struct Test
{
    /* data */
    int ta = 1;
    std::string ts = "HelloCpp";

};


int main() {

    std::shared_ptr<Test> a = std::make_shared<Test>();

    Test* pa = a.get(); // 获得 shared_ptr 对象内部包含的普通指针
    cout << a->ta << endl;
    cout << a->ts << endl;
    cout << (*a).ta << endl; 
    cout << (*a).ts << endl; 
    cout << pa->ta << endl; 
    cout << pa->ts << endl; 


    cout << "============" << endl;
    cout << a.unique() << endl; //判断当前是否还有其他的share_ptr对象指向它，返回bool值
    cout << (a) << endl;

    cout << a.use_count() << endl;
    a.reset();
    cout << a.use_count() << endl;

}

 

 

3. unique_ptr<>

• make_unique 的实现

• template<typename T, typename ...Args>
  std::unique_ptr<T> make_unique(Args&& ...args) {
      return std::unique_ptr<T>(new T(std::forward<Args>(args)...));
  }
  
  

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace  std;

struct Foo {
    Foo() {std::cout << "Foo ctor" << std::endl;}
    ~Foo() {std::cout << "Foo dtor" << std::endl;}
    void foo() {std::cout << "Foo function" << std::endl;}
};


void fun(const Foo&) {
    std::cout << "fun(const Foo&)" << std::endl;
}

int main() {

    std::unique_ptr<Foo> p1(std::make_unique<Foo>());  // std::make_unique<> 在C++14后加入
    fun(*p1);
    if (p1) p1->foo();
    cout << "==========" << endl;

    std::unique_ptr<Foo> p2(std::move(p1));
    fun(*p2);
    fun(*p1);
    cout << p2.get() << endl;
    cout << p1.get() << endl;

    if (p2) p2->foo();
    if (p1) p1->foo();
    cout << "==========" << endl;

    p1 = std::move(p2);
    fun(*p2);
    fun(*p1);
    cout << p2.get() << endl;
    cout << p1.get() << endl;

    if (p2) p2->foo();
    if (p1) p1->foo();

    }


　输出结果:

Foo ctor

fun(const Foo&)

Foo function

==========

fun(const Foo&)

fun(const Foo&)

0x130deb0

0

Foo function

==========

fun(const Foo&)

fun(const Foo&)

0

0x130deb0

Foo function

Foo dtor

 

4. weak_ptr<>

引入weak_ptr的原因:解决share_ptr 相互引用时出现的引用计数不为0导致的内存泄漏问题。

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
    
struct A;
struct B;

struct A
{
    /* data */
    std::shared_ptr<B> pB;
    ~A() {
        std::cout << "Destroy A" << std::endl;
    }
};

struct B
{
    /* data */
    std::shared_ptr<A> pA;   //解决内存泄漏的办法是: std::weak_ptr<A> pA;
    ~B() { 
        std:cout << "Destroy B" << std::endl;
    }
};


void func(shared_ptr<A>& a, shared_ptr<B>& b) {

    cout << "a.use_cout() " << a.use_count() << endl;
    cout << "b.use_cout() " << b.use_count() << endl;

    a->pB = b;
    b->pA = a;

    cout << "a.use_cout() " << a.use_count() << endl;
    cout << "b.use_cout() " << b.use_count() << endl;

}

int main() {

    auto a = std::make_shared<A>();
    auto b = std::make_shared<B>();

　　func(a, b); 

   cout << "a.use_cout() " << a.use_count() << endl;
   cout << "b.use_cout() " << b.use_count() << endl;

   return 0;
 }

输出结果:

　　a.use_cout() 1
　　b.use_cout() 1
　　a.use_cout() 2
　　b.use_cout() 2

此时，当 main() 函数结束以后，a 和 b 被销毁，但是原本来在 a 和 b 类中的智能指针 pA 和 pB 仍然指向对方，即两者的计数都为 1，因此造成内存泄漏。

解决办法是将其中一个 智能指针类成员改成 weak_ptr 类型，即弱引用指针，weak_ptr不会引起计数增加。