C++智能指针

最近楼主在深入学习C++,发现智能指针和句柄类挺有意思的,而且也有点难度,所以就写下来,日后可以回顾. 这篇博文先介绍智能指针,下篇介绍句柄类.

C++中,如果类中有指针类型的数据成员,则很容易出现悬垂指针,即一个指向无效内存的地址.如下:

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#include <iostream>
class HasPtr{
public:
HasPtr(int *p):ptr(p){}
HasPtr(const HasPtr& hptr):ptr(hptr.ptr){}
HasPtr& operator=(const HasPtr& hptr)
{
ptr=hptr.ptr;
return *this;
}
~HasPtr(){
delete ptr;
}
void print()
{
std::cout<<"The value of ptr is: "<<*ptr<<std::endl;
}
private:
int *ptr;
};

这里定义了一个简单类,公有成员有构造函数,复制构造函数,赋值重载操作符和简单输出指针值.

下面代码简单调用这个类:

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#include "HasPtr.h"
#include <iostream>
int main(void)
{
int *ip=new int(42);
  HasPtr ptr(ip);
   ptr.print();
return 0;
}

这个函数输出如下:

接下来,我new一个HasPtr,复制ptr,然后把这个新生产的HasPtr给delete掉,则输出发生了变化,代码如下:

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#include "HasPtr.h"
#include <iostream>
int main(void)
{
int *ip=new int(42);
HasPtr ptr(ip);
HasPtr *new_ptr=new HasPtr(ptr);
delete new_ptr;
ptr.print();
return 0;
}

输出为:

问题来了,为什么ptr的输出值为0了?

原来这是因为new_ptr在复制ptr时,只是简单的指针值赋值,也就是说这两个对象的ptr指向的是堆中的 同一个变量,当new_ptr销毁时,把ptr的指针指向的成员都销毁了,这样的输出是没定义的,因为ptr的 指针指向的时一块无效的内存.有没解决的办法了?有,这时智能指针的就派上用场了.

智能指针主要思想就是添加一个计数成员变量(<<C++ Primer>>用的时技术类,思想一样), 当进行类复制或赋值时,这时类计数成员变量要加1,表示有多少个类引用指针变量,当销毁一个类时, 要判断计数成员是否为0,如果为0,则表示没有对象引用该指针指向的内存,可以delete, 如果不为0,则析构函数啥都不做.代码如下:

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#include <iostream>
class HasPtr{
public:
HasPtr(int *p):ptr(p),use(new std::size_t(1)){}
HasPtr(const HasPtr& hptr):ptr(hptr.ptr),use(hptr.use){ ++*use;}
HasPtr& operator=(const HasPtr& hptr)
{
++*hptr.use;
decr_use();//这个过程主要是删除被复制对象的自身成员,防止内存泄露
ptr=hptr.ptr;
use=hptr.use;
return *this;
}
~HasPtr(){
decr_use();
}
void print()
{
std::cout<<"The value of ptr is: "<<*ptr<<std::endl;
}
private:
int *ptr;
std::size_t *use;
void decr_use()
{
if (--*use==0)//判断是否是最后一个引用指针指向的内存
{
delete ptr;
delete use;
}
}
};

这样改变之后,输出的结果就还是42,而不是0.