一：背景 上一篇我們聊到了C++ 的 auto_ptr ，有朋友說已經在 C++ 17 中被棄用了，感謝朋友提醒，今天我們來聊一下 C++ 11 中引入的幾個智能指針。 unique_ptr shared_ptr weak_ptr 看看它們都怎麼玩。 二：三大智能指針詳解 1. unique_ptr ...
一：背景
上一篇我們聊到了C++ 的 auto_ptr ，有朋友說已經在 C++ 17 中被棄用了，感謝朋友提醒，今天我們來聊一下 C++ 11 中引入的幾個智能指針。
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unique_ptr
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shared_ptr
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weak_ptr
看看它們都怎麼玩。
二：三大智能指針詳解
1. unique_ptr
上一篇在說 auto_ptr 的時候聊過一個術語叫 控制權轉移，言外之意就是下麵的代碼會 訪問違例 。
void test() {
int* i = new int(10);
auto_ptr<int> ptr1(i);
auto_ptr<int> ptr2 = ptr1; //將 ptr1 的控制台送給了 ptr2
cout << *ptr1 << endl;
}
int main() {
test();
}
這段代碼用了賦值運算符，可能是程式員的無心之舉，卻引來程式的崩潰，那能不能規避下這種 無心 的行為呢? 當然是可以的，屏蔽掉 auto_ptr 中的賦值運算符不就可以了哈，C++ 中的 unique_ptr 就是這麼實現的，可以看下源碼。
class unique_ptr {
public:
unique_ptr(const unique_ptr&) = delete;
unique_ptr& operator=(const unique_ptr&) = delete;
};
可以看到，unique_ptr 將 =，複製構造函數 都給屏蔽了，所以再硬寫的話，必然是報錯。
2. shared_ptr
這個算是純正的 引用計數，高級語言中的 引用跟蹤 經常會拿它做比較，說它存在迴圈引用等各種問題。
在迴圈引用之前，先說下它的簡單用法。
void test() {
int* i = new int(10);
shared_ptr<int> ptr1(i);
shared_ptr<int> ptr2 = ptr1;
shared_ptr<int> ptr3 = ptr2;
printf("ptr.refcnt= %d, ptr2.refcnt=%d, ptr3.refcnt=%d \n",
ptr1.use_count(),
ptr2.use_count(),
ptr3.use_count());
}
int main() {
test();
}
再看下源碼，大概在內部共同維護了對 _Ref_count_base 引用。
class _Ref_count_base {
private:
_Atomic_counter_t _Uses = 1;
_Atomic_counter_t _Weaks = 1;
}
很顯然當所有的析構函數將 _Uses 降為 0 的時候就會對 i 進行釋放，參考源碼如下：
class shared_ptr : public _Ptr_base<_Ty> {
~shared_ptr() noexcept { // release resource
this->_Decref();
}
}
class _Ref_count_base {
void _Decref() noexcept { // decrement use count
if (_MT_DECR(_Uses) == 0) {
_Destroy();
_Decwref();
}
}
}
原理大概摸清楚了，接下來看下迴圈引用，它最大的問題就是讓 _Uses 永遠也不會為 0，
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class BClass;
class AClass
{
public:
int i = 10;
shared_ptr<BClass> b;
};
class BClass
{
public:
int i = 11;
shared_ptr<AClass> a;
};
void test() {
AClass* a = new AClass();
BClass* b = new BClass();
shared_ptr<AClass> aclass(a);
shared_ptr<BClass> bclass(b);
aclass->b = bclass;
bclass->a = aclass;
printf("a.refcnt=%d, b.refcnt=%d, a=%x,b=%x \n", aclass.use_count(), bclass.use_count(), &(*a), &(*b));
}
int main() {
test();
}
接下來可以在 main 方法結束的地方觀察 a,b 所有的 heap 塊的記憶體內容是否被釋放? 可以清楚的看到還在那裡。。. 如下圖所示：
這就是 迴圈引用 造成的問題，這時候就需要用到 weak_ptr 了。
3. weak_ptr
弱引用就是它的引用不改變對原對象中 _Uses 的引用，接下來將 AClass 和 BClass 中的 shared_ptr 改成 weak_ptr 版。
class AClass
{
public:
int i = 10;
weak_ptr<BClass> b;
};
class BClass
{
public:
int i = 11;
weak_ptr<AClass> a;
};
從圖中可以看到，此時 refcnt=1, 再觀察下地址 0x007f71a8 的內容，可以發現已經被釋放啦。
好了，今天我們就聊這麼多，希望對大家有幫助。
