C++智能指針的用法

一、智能指針的學習：

1、內(nèi)存泄漏：

關于內(nèi)存泄漏這個問題，一般都會牽扯到指針這個話題，也就是我們常說的動態(tài)內(nèi)存分配；然而在程序員手動進行堆空間的分配時(指針無法控制所指堆空間的生命周期，)，往往在寫完程序的時候，程序員一不小心就忘了釋放已經(jīng)手動分配的內(nèi)存大小，導致軟件Bug不斷(也就是內(nèi)存泄漏)。

在C++語言里面又沒有垃圾回收的機制(不像高級語言Java有自動的垃圾回收機制，)，所以程序員在寫程序的時候，經(jīng)常會發(fā)生剛才上面說的那種情況，這里我們來看一個例子：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int i;
public:
    Test(int i)
    {
        this->i = i;
    }
    int value()
    {
        return i;
    }
    ~Test()
    {
    }
};

int main()
{
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        Test* p = new Test(i);
        
        cout << p->value() << endl;
    }
    
    return 0;
}

輸出結果：

txp@ubuntu:~$ ./a.out
0
1
2
3
4

注解：上面分配的堆空間，沒有釋放掉

2、我們需要什么？

• 需要一個特殊的指針: 智能指針對象，通過類的普通構造函數(shù)完成；

• 指針生命周期結束的時候，主動釋放堆空間

• 一片堆空間最多只能由一個指針標識:避免多次釋放內(nèi)存，通過拷貝構造函數(shù)和賦值操作符完成；

• 杜絕指針運算和指針比較

3、智能指針的使用：

• 重載指針特征操作符(->和*)

• 只能通過類的成員函數(shù)重載

• 重載函數(shù)不能使用參數(shù)

• 只能定義一個重載函數(shù)

代碼實踐：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int i;
public:
    Test(int i)
    {
        cout << "Test(int i)" << endl;
        this->i = i;
    }
    int value()
    {
        return i;
    }
    ~Test()
    {
        cout << "~Test()" << endl;
    }
};

class Pointer
{
    Test* mp;
public:
    Pointer(Test* p = NULL)// 1，智能指針對象，通過類的普通構造函數(shù)完成；
    {
        mp = p;
    }
    Pointer(const Pointer& obj)//避免多次釋放內(nèi)存，通過拷貝構造函數(shù)和賦值操作符完成；
    {
        mp = obj.mp;// 傳遞堆空間的控制；
        const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;//初始化對象不管之前的；堆空間了，做所有權的轉移，保證堆空間最多只能由一個對象被標識； 
    }
    Pointer& operator = (const Pointer& obj)
    {
        if( this != &obj )
        {
            delete mp;
            mp = obj.mp;
            const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;
        }
        
        return *this;
    }
    Test* operator -> () // 返回指針，準備指示；
    {
        return mp;
    }
    Test& operator * () // 解引用，返回對象；
    {
        return *mp;
    }
    bool isNull()
    {
        return (mp == NULL);
    }
    ~Pointer()
    {
        delete mp;
    }
};

int main()
{
    Pointer p1 = new Test(0);
    
    cout << p1->value() << endl;
    
    Pointer p2 = p1;
    
    cout << p1.isNull() << endl;
    
    cout << p2->value() << endl;
    
    return 0;
}

輸出結果：

txp@ubuntu:~$ ./a.out
Test(int i)
0
1
0
~Test()

總結提示：智能指針是一個類，這個類的構造函數(shù)中傳入一個普通指針，析構函數(shù)中釋放傳入的指針。智能指針的類都是棧上的對象，所以當函數(shù)（或程序）結束時會自動被釋放

二、總結：

• 指針特征操作符(->和*)可以被重載

• 重載指針特征符能夠使用對象代替指針

• 智能指針只能用指向堆空間中的內(nèi)存

• 智能指針的意義在于最大程度的避免內(nèi)存問題