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C++ 智能指针如何简化内存管理？

PHPz

发布： 2024-05-24 14:45:01

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c++++ 智能指针简化了动态内存管理，防止内存泄漏和悬空指针。主要类型包括：unique_ptr：独占所有权，超出范围后释放对象。shared_ptr：共享所有权，所有指针超出范围后释放对象。weak_ptr：无所有权，防止悬空指针。示例：unique_ptr：指针超出范围后释放对象。shared_ptr：多指针共享所有权，超出范围后释放对象。weak_ptr：无所有权，无法释放对象。实战案例：使用 shared_ptr 防止函数内的内存泄漏。

C++ 智能指针如何简化内存管理？

C++ 智能指针：简化内存管理

在 C++ 中，动态内存管理是一个繁琐且容易出错的任务。智能指针是一种轻量级引用类型，它可以简化此任务，并防止内存泄漏和悬空指针等常见问题。

智能指针的类型

C++ 标准库提供了三种主要的智能指针类型：

unique_ptr：指向一个唯一所有者的对象。它防止同时拥有对象的多个副本，并在其超出范围时自动释放对象。
shared_ptr：指向一个有共享所有权的对象。它允许多个指针指向相同对象，并在所有指针都超出范围后释放对象。
weak_ptr：指向一个没有所有权的对象。它可以防止悬空指针，但不会自行释放对象。

使用示例

unique_ptr 的示例：

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int main() {
  unique_ptr<int> p(new int(5));
  *p = 10;
  // p 是 p 所指向对象的唯一所有者，超出此范围后，对象将被释放。
}

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shared_ptr 的示例：

int main() {
  shared_ptr<int> p(new int(5));
  shared_ptr<int> q = p; // q 与 p 共享所有权
  *p = 10;
  // p 和 q 都指向相同对象，当 p 和 q 都超出范围后，对象将被释放。
}

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weak_ptr 的示例：

int main() {
  weak_ptr<int> p;
  {
    // 作用域开始
    shared_ptr<int> q(new int(5));
    p = q; // p 现在指向 q 所指向的对象
    // 作用域结束
  }
  // 即使 shared_ptr q 已经超出范围，weak_ptr p 仍然指向对象，但由于没有所有权，无法释放它。
}

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实战案例：防止内存泄漏

在下面的示例中，我们使用 shared_ptr 防止内存泄漏：

void read_file(istream& input) {
  // 在堆上分配一个流对象
  ifstream* file_ptr = new ifstream(input.rdbuf());

  // 现在可以使用文件流对象
  // ...

  // 确保文件流在函数返回前被释放
  delete file_ptr;
}

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使用智能指针可以轻松重写此函数，以防止内存泄漏：

void read_file(istream& input) {
  // shared_ptr 在函数返回时自动释放流对象
  shared_ptr<ifstream> file_ptr(new ifstream(input.rdbuf()));

  // 现在可以使用文件流对象
  // ...
}

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