shared_ptr的使用和陷阱
shared_ptr的使用
分配内存
- make_shared
//make_shared<int>分配一块int类型大小的内存,并值初始化为100
//返回值是shared_ptr类型,因此可以直接赋值给sp
shared_ptr<int> sp = make_shared<int>(100);
new
接受指针参数的只能指针构造函数是explicit的,因此,我们不能将一个内置指针隐式转化为一个只能指针,必须使用直接初始化形式
//错误! 不会进行隐式转换,类型不符合
shared_ptr<int> sp1 = new int(100);
//正确,直接初始化调用构造函数
shared_ptr<int> sp2(new int(100000));
shared_ptr的操作
分配好了内存空间,我们就可以使用shared_ptr定义的操作了
p.get()
返回p保存的指针swap(p,q)
交换p、q中保存的指针shared_ptr<T> p(q)
p是q的拷贝,它们指向同一块内存,互相关联p = q
用q为p赋值,之后p、q指向同一块内存,q引用计数+1,p(原来内存空间的)引用计数-1p.use_count()
返回与p共享对象的智能指针数量shared_ptr<T> p(q,d)
q是一个可以转换为T*的指针,d是一个可调用对象(作为删除器),p接管q所指对象的所有权,用删除器d代替delete释放内存p.reset()
将p重置为空指针p.reset(p)
将p重置为p(的值)p.reset(p,d)
将p重置为p(的值)并使用d作为删除器
shared_ptr 关联与独立
多个共享指针指向同一个空间,它们的关系可能是关联(我们所期望的正常关系)或是独立的(一种错误状态)
shared_ptr<int> sp1(new int(10));
shared_ptr<int> sp2(sp1), sp3;
sp3 = sp1;
//一个典型的错误用法
shared_ptr<int> sp4(sp1.get());
cout << sp1.use_count() << " " << sp2.use_count() << " "
<< sp3.use_count() << " " << sp4.use_count() << endl;
//输出 3 3 3 1
sp1,sp2,sp3是相互关联的共享指针,共同控制所指内存的生存期,sp4虽然指向同样的内存,却是与sp1,sp2,sp3独立的,sp4按自己的引用计数来关联内存的释放。
只有用一个shared_ptr为另一个shared_ptr赋值时,才将这连个共享指针关联起来,直接使用地址值会导致各个shared_ptr独立。
向shared_ptr传递删除器
有时候我们需要用智能指针管理非new的对象,或者是没有析构函数的类,由于shared_ptr默认使用delete来释放内存并执行析构函数,对于以上的两种情况是不适用的,所以我们要传递特别的删除器
删除器必须接受单个类型为 T* 的参数
//没有析构函数的类
struct MyStruct
{
int *p;
MyStruct():p(new int(10)) { } //构造函数中申请了一块内存
//用裸指针管理,不用时需要手动释放
};
void main()
{
//st是局部的对象,存放在栈区
//并非由new申请,不可用delete释放内存
MyStruct st;
//一个作用域
{
shared_ptr<MyStruct> sp(&st, [](MyStruct *ptr) {
delete(ptr->p);
ptr->p = nullptr;
cout << "destructed." << endl;
});
}
// 离开作用域,调用传递的删除器释放sp所指的内存空间
}
对于以上这个例子,首先不可以用delete来释放局部对象,然后MyStruct也没有析构函数来释放申请的空间,所以向管理它的shared_ptr传递一个删除器来做这两件事。
shared_ptr的陷阱
不要写出独立的shared_ptr
关于独立的shared_ptr的意思及危害上面已经说出,遵守下面几点来避免这个错误
- 不要与裸指针混用
//错误场景1
int *x(new int(10));
shared_ptr<int> sp1(x);
shared_ptr<int> sp2(x);
//虽然sp1、sp2都指向x所指的内存,但他们是独立的,
//会在其他shared_ptr还在使用内存的情况下就释放掉内存
//失去了设计共享指针的意义
//同时,使用裸指针x本身也是很危险的,x随时可能变成空悬指针而无从知晓
//错误场景2
//函数接受一个共享指针参数
void func(shared_ptr<int> sp);
int *x(new int(10));
//创建了一个指向x指针所指内存的共享指针,引用计数为1,是引用这块内存的唯一共享指针
func(shared_ptr<int> (x));
//离开函数即离开共享指针的作用域,这块内存即被删除
- 不要用p.get()的返回值为shared_ptr赋值
shared_ptr<int> sp1(new int(10));
//sp2与sp1独立
shared_ptr<int> sp2(sp1.get()),sp3;
//sp3与sp1独立
sp.reset(sp1.get());
谨慎使用p.get()的返回值
p.get()的返回值就相当于一个裸指针的值,不合适的使用这个值,上述陷阱的所有错误都有可能发生,遵守以下几个约定
不要保存p.get()的返回值
无论是保存为裸指针还是shared_ptr都是错误的
保存为裸指针不知什么时候就会变成空悬指针
保存为shared_ptr则产生了独立指针不要delete p.get()的返回值
会导致对一块内存delete两次的错误
记得向shared_ptr传递删除器
如果用shared_ptr管理非new对象或是没有析构函数的类时,应当为其传递合适的删除器
避免形成指针循环引用
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