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C++智能指针的使用技巧

2023-07-02 05:00:51 深夜i -- --

C++智能指针使用技巧指针释放空指针异常指针引用计数

C++智能指针是一种重要的资源管理工具，它能够自动地释放动态分配的内存和其它资源。智能指针在虚拟函数、异常和多线程等场合下都显得非常有用。本文将介绍C++智能指针的使用技巧，帮助您更好地管理和利用你的资源。

1.使用std::shared_ptr代替new/delete

在大多数情况下，我们需要动态分配内存和管理资源，但是我们很难准确地进行资源释放和管理。传统的new/delete方法也容易造成内存泄漏和悬挂指针等问题。而使用std::shared_ptr能够有效的避免这些问题。std::shared_ptr是C++智能指针中比较常见的一种，它可以自动释放内存，避免内存泄漏。当多个std::shared_ptr指向同一个对象时，它会保存一个对象的引用计数，当最后一个std::shared_ptr销毁时自动释放资源。此外，std::shared_ptr还可以避免在普通指针的释放过程中造成野指针的问题。

如下所示，示例代码使用std::shared_ptr来管理一个Object类的空间：


std::shared_ptr<Object> ptr(new Object());

2.使用std::unique_ptr代替手动管理资源

对于一些特殊的资源，如文件句柄、套接字、线程句柄等，手动管理它们的生命周期是非常困难的。此时，可以使用std::unique_ptr来自动管理这些资源。std::unique_ptr是一种独占性智能指针，一旦它被绑定到一个资源上，它将拥有它，并保证正确的释放该资源。

下面是一个例子，使用std::unique_ptr来管理一个文件句柄：


std::unique_ptr<FILE, void(*)(FILE*)> file(fopen("example.txt", "r"), fclose);
if (file != nullptr)
  // 使用文件句柄file进行文件操作

3.使用std::weak_ptr避免内存泄漏

有时候，std::shared_ptr会形成环形引用，导致内存无法释放，从而导致内存泄漏。此时，可以使用std::weak_ptr来解决这个问题。std::weak_ptr是一种指向std::shared_ptr指针对象的弱引用指针，它不增加对象的引用计数，也不控制对象生命周期。当一个std::shared_ptr被销毁时，与之相关的所有std::weak_ptr都不再指向该对象。

下面是一个示例，展示如何使用std::weak_ptr防止循环引用：


class A;
class B;
class A {
  std::shared_ptr<B> m_b;
public:
  void setB(const std::shared_ptr<B>& b)
    m_b = b;
  
};
class B {
  std::weak_ptr<A> m_a;
public:
  void setA(const std::shared_ptr<A>& a)
    m_a = a;
  
};
int main() {
  std::shared_ptr<A> a(new A());
  std::shared_ptr<B> b(new B());
  a->setB(b);
  b->setA(a);
  return 0;
}

4.注意避免std::shared_ptr的潜在问题

使用std::shared_ptr时需要注意潜在的问题，如循环引用、异步取消等。这些问题可能会导致内存泄漏、程序崩溃等问题。在使用std::shared_ptr时，应该注意以下几点：

- 避免双向引用

- 避免异步取消

- 避免不同线程访问同一个std::shared_ptr

- 避免在构造函数或析构函数中使用std::shared_ptr

总之，C++智能指针是一种强大的资源管理工具，在代码编写过程中，恰当使用智能指针能够避免内存泄漏和其它一些问题，使代码更加安全、简洁、易懂。通过本文介绍的使用技巧，希望能够帮助您更好地理解并使用智能指针。

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