C++智能指針,指針容器原理及簡單實現(auto_ptr,scoped_ptr,ptr_vector). [TOC] 前言 最近再寫一個muduo的非同步日誌接觸了很多智能指針，但是又不打算用boost庫，只好模一個來用用了. 智能指針本身是一個對象,它在棧上創建,構造的時候分配堆上資源,析構的時候釋 ...
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C++智能指針,指針容器原理及簡單實現(auto_ptr,scoped_ptr,ptr_vector).
前言
最近再寫一個muduo的非同步日誌接觸了很多智能指針，但是又不打算用boost庫，只好模一個來用用了.
智能指針的本質即用棧上對象來管理堆上數據的生命周期.
智能指針本身是一個對象,它在棧上創建,構造的時候分配堆上資源,析構的時候釋放資源，這樣就避免了堆上數據資源泄露的情況.
同時重載它的-> 和 * 運算符實現如同裸指針一樣的操作.
下麵看看幾個局部智能指針對象的實現代碼。
auto_ptr
auto_ptr特點: 實現拷貝構造函數, 重載 = 運算符, 實現->、* 運算符, 使它能夠像普通指針一樣 使用,
同時通過release() 和 reset() 方法實現安全的轉移使用權 .
#ifndef _AUTO_PTR_HH
#define _AUTO_PTR_HH
template<typename T>
class auto_ptr{
public:
explicit auto_ptr(T* p = 0):m_ptr(p){printf("1\n");
}
auto_ptr(auto_ptr& obj):m_ptr(obj.release()){printf("2\n");
}
auto_ptr& operator=(auto_ptr& obj){printf("3\n");
reset(obj.release());
return *this;
}
~auto_ptr(){printf("4\n");
delete m_ptr;
}
T* release(){
T* tmp = m_ptr;
m_ptr = 0;
return tmp;
}
void reset(T* p){
if(m_ptr != p)
delete m_ptr;
m_ptr = p;
}
T* get() const {
return m_ptr;
}
T* operator->(){
return get();
}
T& operator*(){
return *get();
}
private:
T* m_ptr;
};
#endif測試代碼：
#include "ScopePtr.hh"
#include "auto_ptr.hh"
#include <stdio.h>
class NonCopyable
{
protected: //構造函數可以被派生類調用，但不能直接構造對象
NonCopyable() {printf("Nocopy Constroctr\n");}
~NonCopyable() {printf("~Nocopy DeConstroctr\n");}
private:
NonCopyable(const NonCopyable &);
const NonCopyable &operator=(const NonCopyable &);
};
class Test// : private NonCopyable{
{public:
Test(){printf("Constroctr\n");}
~Test(){printf("~DeConstroctr\n");}
};
int main(){
//scoped_ptr<Test> st(new Test);
auto_ptr<Test> ap1(new Test);
auto_ptr<Test> ap2(new Test);
auto_ptr<Test> ap3(ap2);
ap2 = ap3;
getchar();
return 0;
}
Constroctr
1
Constroctr
1
2
3
4
4
~DeConstroctr
4
~DeConstroctr
scoped_ptr
這個是boost庫裡面的東西,它和auto_ptr正相反: 將拷貝構造和=重載 都配置為私有,已達到不允許轉移擁有權的目的.
#ifndef _SCOPE_PTR_HH
#define _SCOPE_PTR_HH
// scoped_ptr mimics a built-in pointer except that it guarantees deletion
// of the object pointed to, either on destruction of the scoped_ptr or via
// an explicit reset(). scoped_ptr is a simple solution for simple needs;
// use shared_ptr or std::auto_ptr if your needs are more complex.
/*
scoped_ptr 是局部智能指針 不允許轉讓所有權。
*/
template <class T>
class scoped_ptr
{
public:
scoped_ptr(T *p = 0) :m_ptr(p) {
}
~scoped_ptr(){
delete m_ptr;
}
T&operator*() const {
return *m_ptr;
}
T*operator->() const {
return m_ptr;
}
void reset(T *p)//擁有權不允許轉讓 但是可以讓智能指針指向另一個空間
{
if (p != m_ptr && m_ptr != 0)
delete m_ptr;
m_ptr = p;
}
T* get(){
return m_ptr;
}
private://將拷貝構造和賦值 以及判等判不等 都設置為私有方法
//對象不再能調用，即不能拷貝構造和賦值 也就達到了不讓轉移擁有權的目的
scoped_ptr(const scoped_ptr<T> &y);
scoped_ptr<T> operator=(const scoped_ptr<T> &);
void operator==(scoped_ptr<T> const &) const;
void operator!=(scoped_ptr<T> const &) const;
T* m_ptr;
};
#endifptr_vector
這個也是boost裡面的東西,如果我們光放對象指針到vector裡面,容器析構的時候雖然會析構自己開闢出來的存放指針的空間,但不會析構指針本身指向的空間,於是有了這個容器.
#ifndef _PTR_VECTOR_HH
#define _PTR_VECTOR_HH
#include "auto_ptr.hh"
#include <vector>
template<typename T>
class ptr_vector : public std::vector<T*>{
public:
~ptr_vector(){
clear();
}
void clear(){
typename std::vector<T*>::iterator it;
for(it = std::vector<T*>::begin(); it != std::vector<T*>::end(); ++it){
delete *it;//釋放指針指向的記憶體.
}
/*
for(size_t i = 0; i < std::vector<T*>::size(); ++i){
delete std::vector<T*>::back();
}*/
std::vector<T*>::clear(); //釋放指針本身.
}
typename std::vector<T*>::iterator erase(typename std::vector<T*>::iterator it){
if(it >= std::vector<T*>::begin() && it < std::vector<T*>::end()){
delete *it;
std::vector<T*>::erase(it);
}
}
void pop_back(){
if(std::vector<T*>::size() > 0){
delete std::vector<T*>::back();
std::vector<T*>::pop_back();
}
}
void push_back(T* const &v){
auto_ptr<T> ap(v);
std::vector<T*>::push_back(v);
ap.release();
}
void push_back(auto_ptr<T> &v){
std::vector<T*>::push_back(v.get());
v.release();
}
};
#endif測試代碼：
class Test// : private NonCopyable{
{public:
Test(int a = 99):a(a){printf("Constroctr\n");}
~Test(){printf("~DeConstroctr\n");}
int get(){return a;}
private:
int a;
};
int main(){
auto_ptr<Test> ap1(new Test(0));
auto_ptr<Test> ap2(new Test(1));
auto_ptr<Test> ap3(new Test(2));
printf("%d\n", ap1->get());
ptr_vector<Test> apv;
apv.push_back(ap1);
apv.push_back(ap2);
apv.push_back(ap3);
printf("%d %lu \n", apv.front()->get(),apv.size());
/*
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
*/
apv.pop_back();
printf("%lu\n", apv.size());
ptr_vector<Test>::iterator it = apv.begin();
apv.erase(it);
printf("%lu\n", apv.size());
getchar();
return 0;
}
Constroctr
Constroctr
Constroctr
0
0 3
~DeConstroctr
2
~DeConstroctr
1
~DeConstroctr本文主介紹了智能指針的本質,及兩種簡單的智能指針實現與一個指針容器的實現.
事實上現在auto_ptr用的不多，如果沒對原來傳進來的指針進行處理，轉移後,原來的指針為空了，如果有人去使用既會造成問題。
vector也存在很多問題，pop_back()一個空的容器,vector裡面照樣會做--size,這時候容器大小從0就變成了無限大，後果無法預料，.本例中對這種情況進行了處理. pop_back()一個空的vector將什麼都不做. 但是vector用法還是有講究的，不然容易造成問題.
