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智能指针实例

Posted on 2018-08-14 23:56  黑色の铅笔  阅读(602)  评论(0编辑  收藏  举报

摘要
智能指针:通过C++模板技术实现的一个类模拟指针的行为(如->、*)

1. 智能指针产生背景-内存泄漏(臭名昭著的Bug)

(1)动态申请堆空间,用完后不归还(堆空间越来越少,程序长时间运行,就会导致总堆空间内存没有了)

(2)C++语言中没有垃圾回收的机制

(3)指针无法控制所指堆空间的生命周期(指针是变量,有生命周期,一个局部指针指向了堆空间之后,当该指针的生命周期结束后,这段堆空间的生命周期并没有结束,这就发生了泄漏)

2. 当代C++软件平台中的智能指针

(1)指针生命周期结束时主动释放堆空间

(2)一片堆空间最多只能由一个指针标识(一片堆空间最多只能由一个指针 可以避免多次释放堆空间的问题,因为如果有两个指针同时指向同一块内存空间,内存空间有可能会被释放两次造成内存错误)

(3)杜绝指针运算和指针比较
3.智能指针的设计方案

(1)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

(2)重载指针特征操作符(->和 *),利用对象模拟原生指针的行为

(3)智能指针的使用军规:只能用来指向堆空间中的单个对象(即不能指定一个数组对象的空间)或者变量

【编程实验】智能指针
Smartpointer.h

#ifndef SMARTPOINTER_H
#define SMARTPOINTER_H
namespace DTLib
{
   template < typename T >

   class SmartPointer
  {
    protected:
               T* m_pointer;
    public:
           SmartPointer(T* p=NULL)
           {
                m_pointer=p;
           }

           //拷贝构造函数
           SmartPointer(const SmartPointer<T>& obj)
           {
               m_pointer=obj.m_pointer;
               const_cast<SmartPoint<T>&>(obj).m_pointer=NULL;//传入参数是const,需要去掉const只读属性此处了的,但是我们的智能指针设计需求第二步,开辟的堆空间,只能有一个指针标识,所以我想去掉obj类中的指针成员的指向,使用强制类型转化   obj是需要去掉const 不是obj.m_pointer
           }


           //重载赋值操作符
            SmartPointer<T>& operator=(const SmartPointer<T>& obj)
            {
                   if(this != &obj){//判断是不是自己赋值
                       delete m_pointer;//用释放那个原来的堆空间
                       m_pointer = obj.m_pointer;
                       //所有权转移,使得同一时刻只能由一个指针指向堆空间
                       const_cast<SmartPointer<T>&>(obj).m_pointer= NULL;
                   }
                   return *this;
              }


    //重载指针特征操作符
          T* operator->()
          {
             return m_pointer;
          }

          T&  operator* ()
          {
              return *m_pointer;
          }
     //增加功能函数几个
       bool isNuLL()
        {
           return   (m_pointer==NULL);
        }
       T* get()
       {
           return m_pointer;
       }

       //析构函数
       ~SmartPointer()
       {
           delete m_pointer;
       }
  };
}
#endif // SMARTPOINTER_H

接下来测试下

#include <iostream>
#include "smartpointer.h"
using namespace std;
using namespace std;
using namespace DTLib;

class Test
{
public:
    Test()
    {
        cout <<"Test()" << endl;
    }

    ~Test()
    {
        cout <<"~Test()" << endl;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{


   SmartPointer<Test> sp=new Test();//sp是一个栈空间上的对象,程序结束后,栈上的资源会被销毁,调用sp的析构函数,进而删除堆空间的对象的

/*    Test*  t=new Test();*/   不会调用析构函数,因为 程序结束后,只是将栈中指针变量t销毁,堆中的对象仍然存在,所以不会调用析构函数。 
                               //如果在析构函数加入了delete t;就销毁堆空间中的对象,会调用析构函数。
 
    SmartPointer<Test> nsp;

    nsp = sp;

    cout << sp.isNull() << endl;
    cout << nsp.isNull() << endl;

    return 0;
}








/*输出结果
Test()
1
0
~Test()
*/

4. 小结

(1)指针特征操作符(->和*)可以被重载

(2)重载指针特征符能够使用对象代替指针

(3)智能指针只能用于指向堆空间中的内存

(4)智能指针的意义在于最大程序的避免内存问题