c++学习笔记—动态内存与智能指针浅析

我们的程序使用内存包含以下几种：

 

1. 静态内存用来保存局部static对象、类static数据成员以及定义在任何函数之外的变量，在使用之前分配，在程序结束时销毁。
2. 栈内存用来保存定义在函数内部的非static对象，仅在其定义的程序块运行时才存在。
3. 堆内存用来存储动态分配的对象，即那些在程序运行时分配的对象，动态对象的生存周期由程序控制，当动态对象不再使用时，我们的代码必须显式的销毁他们。

 

在c++中，普通对象离开它的作用域之后，它的的析构函数会自动调用，从而销毁这个对象，释放它所占用的内存，不会发生内存泄露。为了更容易的使用动态内存，新的标准库提供了两种智能指针类型来管理动态对象。分别为shared_ptr允许多个指针指向同一个对象，unique_ptr独占所指向的对象。

 

一、shared_ptr类

1、创建智能指针

shared_ptr<string> p1; //指向string
shared_ptr<list<int>> p2;//指向int的list

解引用一个智能指针返回它指向的对象

2、基本用法

成员函数有：

 

详细见shared_ptr基本用法参考

 

make_shared函数：

最安全的分配和使用动态内存的方法是调用make_shared标准库函数，此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它，返回指向此对象的shared_ptr，定义方式为：

 

shared_ptr<vector <int>> vec = make_shared<vector <int>>();  //不传递任何参数，对象进行值初始化
shared_ptr<int> p1 = make_shared<int>(1);      //指向一个1的int的shared_ptr

 

实现智能指针原理：

我们可以认为shared_ptr有一个关联的计数器，称为引用计数。无论何时我们拷贝一个shared_ptr,计数器都会递增，例如用一个shared_ptr初始化另一个shared_ptr，或将它作为参数传递给一个函数以及作为函数的返回值，它所关联的计数器都会递增，当我么给shared_ptr赋予一个新值或是shared_ptr被销毁时，计数器递减。一旦一个shared_ptr的计数器变为0时，它就会自动释放自己所管理的对象（通过析构函数）。shared_ptr还会自动释放相关联的内存。

 

二、unique_ptr类

某个时刻只能有一个unique_ptr指向一个给定对象，当unique_ptr被销毁时，它所指向的对象也被销毁。

1、创建unique_ptr指针

初始化必须采用直接初始化形式，并且不支持普通的拷贝和赋值操作

unique_ptr<double> p1;   //指向double，初始化为一个空指针
unique_ptr<int> p2(new int(1));   //p2指向一个值为1的int

2、基本用法

成员函数：

详细见unique_ptr基本用法参考

 

普通指针与智能指针用法示例

 

#include "stdafx.h"
#include <vector>
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

vector<int> alloc_new()      //使用内置指针
{
    vector<int> *vec = new vector<int>;
    return *vec;
    delete vec;
}

vector<int> alloc_shared()
{
    shared_ptr<vector <int>> vec=make_shared<vector <int>>();    //使用智能指针
    return *vec;
}
vector<int> input(vector<int> &ve)
{
    ve = alloc_new();
    int i;
    while (cin >> i)
    {
        ve.push_back(i);
    }
    return ve;
}
void print(vector<int> pvec)
{
    pvec = input(pvec);
    for (auto it = pvec.begin(); it != pvec.end(); it++)
        cout << *it << endl;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    vector<int> i;
    print(i);
    return 0;
}