智能指針(auto_ptr) 這個(gè)名字聽(tīng)起來(lái)很酷是不是？其實(shí)auto_ptr 只是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的一個(gè)類(lèi)模板，它與傳統(tǒng)的new/delete控制內(nèi)存相比有一定優(yōu)勢(shì)，但也有其局限。本文總結(jié)的8個(gè)問(wèn)題足以涵蓋auto_ptr的大部分內(nèi)容。
auto_ptr是什么？
auto_ptr 是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的類(lèi)模板，auto_ptr對(duì)象通過(guò)初始化指向由new創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)內(nèi)存，它是這塊內(nèi)存的擁有者，一塊內(nèi)存不能同時(shí)被分給兩個(gè)擁有者。當(dāng)auto_ptr對(duì)象生命周期結(jié)束時(shí)，其析構(gòu)函數(shù)會(huì)將auto_ptr對(duì)象擁有的動(dòng)態(tài)內(nèi)存自動(dòng)釋放。即使發(fā)生異常，通過(guò)異常的棧展開(kāi)過(guò)程也能將動(dòng)態(tài)內(nèi)存釋放。auto_ptr不支持new 數(shù)組。
該類(lèi)型在頭文件memory中，在程序的開(kāi)通通過(guò) #include<memory> 導(dǎo)入，接下來(lái)講解該智能指針的作用和使用。
使用方法：
auto_ptr<type> ptr(new type()); 這是該指針的定義形式，其中 type 是指針指向的類(lèi)型，ptr 是該指針的名稱(chēng)。
比如該type 是int，具體定義如下：
auto_ptr<int> ptr(new int(4));
比如該type 是map<int,vector<int> >，具體定義如下：
auto_ptr<map<int,vector<int> > > ptr(new map<int,vector<int> > ());
當(dāng)然可以先定義，后賦值，如下所示：
auto_ptr<map<int,int> > ptr;
ptr = auto_ptr<map<int,int> >(new map<int,int> ());
作用1：保證一個(gè)對(duì)象在某個(gè)時(shí)間只能被一個(gè)該種類(lèi)型的智能指針?biāo)赶颍褪峭ǔＫf(shuō)的對(duì)象所有權(quán)。
作用2：對(duì)指向的對(duì)象自動(dòng)釋放的作用，詳情看如下代碼。
代碼片段一：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:map<int,int> *p;test_ptr(){p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; // 輸出 創(chuàng)建次數(shù)test_ptr * tmp = new test_ptr();}system("pause");return 0;} |
在某些情況下，可能我們就會(huì)寫(xiě)出上面的代碼來(lái)，通過(guò)運(yùn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)存在內(nèi)存溢出。對(duì)于一些經(jīng)驗(yàn)老道的程序員可能會(huì)作如下改寫(xiě)：
代碼片段二：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:map<int,int> *p;test_ptr(){//p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}~test_ptr(){delete p;}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; test_ptr * tmp = new test_ptr();}system("pause");return 0;} |
在test_ptr 類(lèi)中的析構(gòu)函數(shù)中添加內(nèi)存釋放代碼，但是在main函數(shù)中，定義的局部指針，當(dāng)局部指針失效時(shí)并不會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，在這種情況下也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏問(wèn)題。當(dāng)然，如果細(xì)心的程序員可以在 test_ptr * tmp = new test_ptr() 后面加上一句 delete tmp ,這樣也能夠釋放內(nèi)存，不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏問(wèn)題。但是在某些情況下，很容易漏寫(xiě)，為了解決此問(wèn)題，auto_ptr 就能發(fā)揮作用了。
代碼片段三：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:map<int,int> *p;test_ptr(){p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}~test_ptr(){delete p;}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; //輸出創(chuàng)建次數(shù)auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());}system("pause");return 0;} |
在main函數(shù)中，創(chuàng)建test_ptr類(lèi)型指針時(shí)，該指針是auto_ptr 類(lèi)型的智能指針，當(dāng)智能指針失效時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用該類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)。所以這種寫(xiě)法可以不再顯示調(diào)用delete 語(yǔ)句了。但是該智能指針也只是保證調(diào)用類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)，如果析構(gòu)函數(shù)并沒(méi)有釋放類(lèi)中聲明的變量，那該怎么辦。
代碼片段四：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public://auto_ptr<map<int,int> > p;map<int,int> *p;test_ptr(){//p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());p = new map<int,int>();for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}/*~test_ptr(){delete p;}*/};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; //輸出創(chuàng)建次數(shù)auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());}system("pause");return 0;} |
在這種情況下，還是會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏問(wèn)題，為了解決該問(wèn)題，對(duì)類(lèi)中聲明的指針也是需要聲明為auto_ptr類(lèi)型。
代碼片段五：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <string>#include <Windows.h>#include <map>#include <ctime>#include <vector>using namespace std;#define MAXN 20000000class test_ptr{public:auto_ptr<map<int,int> > p;test_ptr(){p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());for(int i = 0;i<MAXN;i++)p->insert(make_pair(i,i));}};int main(int argc,char *argv[]){for(int i = 0;i<100;i++){Sleep(1000);cout << i << endl; //輸出創(chuàng)建次數(shù)auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());}system("pause");return 0;} |
這樣就不用顯示定義類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)，不用在外部顯示調(diào)用delete函數(shù)，當(dāng)然如果盡早調(diào)用delete函數(shù)也是可以的，盡早釋放內(nèi)存也比該指針失效再釋放好一些，這些就是為了防止忘記調(diào)用。
通過(guò)如上分析：可以得出如下結(jié)論。
1 定義了智能指針，當(dāng)智能指針失效時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)。
2 在 類(lèi)中定義的智能指針，不必在析構(gòu)函數(shù)中顯示的delete，當(dāng)外部調(diào)用該類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)時(shí)，會(huì)自動(dòng)釋放該智能指針指向的對(duì)象，釋放內(nèi)存。
3 如果類(lèi)中定義的是智能指針，但是外部沒(méi)有觸發(fā)類(lèi)中的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用，該智能指針指向的對(duì)象還是不能釋放。
auto_ptr 智能指針的bug
auto_ptr 智能指針在c++ 11 標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)被拋棄，被拋棄的原因就是因?yàn)樵揵ug。前面也提到過(guò)，一個(gè)對(duì)象只能被一個(gè)智能指針?biāo)茫@樣就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)賦值問(wèn)題。看如下代碼
代碼片段六：
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#include <iostream>#include <string.h>#include <memory>#include <set>using namespace std;#define MAXN 20000000void pri(auto_ptr<set<int> > p){set<int>::iterator ite = p->begin();for(;ite!=p->end();ite++){cout << *ite << endl;}}int main(int argc,char *argv[]){auto_ptr<set<int> > ptr(new set<int> ());for(int i = 0;i< 3;i++){int a;cin >> a;ptr->insert(a);}pri(ptr);pri(ptr);system("pause");return 0;} |
初看這代碼沒(méi)什么問(wèn)題，不過(guò)運(yùn)行程序會(huì)崩潰。這就是該智能指針最大的bug, 在程序32行 調(diào)用pri(ptr) ，程序到這并沒(méi)什么問(wèn)題，但是第二次調(diào)用pri(ptr) 時(shí)程序就會(huì)崩潰。原因就是前面講過(guò)，一個(gè)對(duì)象智能被一個(gè)智能指針?biāo)赶颍诘谝淮握{(diào)用pri()函數(shù)時(shí)，為了保證這一原則，當(dāng)把ptr指針傳入pri函數(shù)時(shí)，程序內(nèi)部就把ptr置為空，所以到第二次調(diào)用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)崩潰的情況。對(duì)于這種情況的解決之道就是使用shared_ptr 指針（該指針的原理是通過(guò)引用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的）。
如果要使用shared_ptr 智能指針，需要安裝boost庫(kù)，該庫(kù)還包括許多其他功能。有興趣的可以嘗試以下，該類(lèi)中的智能指針還是比較好用。也不存在很多其他bug。
以上所述是小編給大家介紹的C++中的auto_ptr智能指針實(shí)例詳解，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)服務(wù)器之家網(wǎng)站的支持！
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/ChenAlong/archive/2016/07/12/5662851.html
