C++面试题(四)——智能指针的原理和实现
C++面试题(一)、(二)和(三)都搞定的话,恭喜你来到这里,这基本就是c++面试题的最后一波了。
1,你知道智能指针吗?智能指针的原理。
2,常用的智能指针。
3,智能指针的实现。
1答案:智能指针是一个类,这个类的构造函数中传入一个普通指针,析构函数中释放传入的指针。智能指针的类都是栈上的对象,所以当函数(或程序)结束时会自动被释放,
2, 最常用的智能指针:
1)std::auto_ptr,有很多问题。 不支持复制(拷贝构造函数)和赋值(operator =),但复制或赋值的时候不会提示出错。因为不能被复制,所以不能被放入容器中。
2) C++11引入的unique_ptr, 也不支持复制和赋值,但比auto_ptr好,直接赋值会编译出错。实在想赋值的话,需要使用:std::move。
例如:
std::unique_ptr<int> p1(new int(5));
std::unique_ptr<int> p2 = p1; // 编译会出错
std::unique_ptr<int> p3 = std::move(p1); // 转移所有权, 现在那块内存归p3所有, p1成为无效的指针.
3) C++11或boost的shared_ptr,基于引用计数的智能指针。可随意赋值,直到内存的引用计数为0的时候这个内存会被释放。
4)C++11或boost的weak_ptr,弱引用。 引用计数有一个问题就是互相引用形成环,这样两个指针指向的内存都无法释放。需要手动打破循环引用或使用weak_ptr。顾名思义,weak_ptr是一个弱引用,只引用,不计数。如果一块内存被shared_ptr和weak_ptr同时引用,当所有shared_ptr析构了之后,不管还有没有weak_ptr引用该内存,内存也会被释放。所以weak_ptr不保证它指向的内存一定是有效的,在使用之前需要检查weak_ptr是否为空指针。
3, 智能指针的实现
下面是一个基于引用计数的智能指针的实现,需要实现构造,析构,拷贝构造,=操作符重载,重载*-和>操作符。
template <typename T>
class SmartPointer {
public:
//构造函数
SmartPointer(T* p=0): _ptr(p), _reference_count(new size_t){
if(p)
*_reference_count = 1;
else
*_reference_count = 0;
}
//拷贝构造函数
SmartPointer(const SmartPointer& src) {
if(this!=&src) {
_ptr = src._ptr;
_reference_count = src._reference_count;
(*_reference_count)++;
}
}
//重载赋值操作符
SmartPointer& operator=(const SmartPointer& src) {
if(_ptr==src._ptr) {
return *this;
}
releaseCount();
_ptr = src._ptr;
_reference_count = src._reference_count;
(*_reference_count)++;
return *this;
}
//重载操作符
T& operator*() {
if(ptr) {
return *_ptr;
}
//throw exception
}
//重载操作符
T* operator->() {
if(ptr) {
return _ptr;
}
//throw exception
}
//析构函数
~SmartPointer() {
if (--(*_reference_count) == 0) {
delete _ptr;
delete _reference_count;
}
}
private:
T *_ptr;
size_t *_reference_count;
void releaseCount() {
if(_ptr) {
(*_reference_count)--;
if((*_reference_count)==0) {
delete _ptr;
delete _reference_count;
}
}
}
};
int main()
{
SmartPointer<char> cp1(new char('a'));
SmartPointer<char> cp2(cp1);
SmartPointer<char> cp3;
cp3 = cp2;
cp3 = cp1;
cp3 = cp3;
SmartPointer<char> cp4(new char('b'));
cp3 = cp4;
}
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原文链接:https://blog.csdn.net/worldwindjp/article/details/18843087
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