c++智能指针shared_ptr的三种使用方式

2017-01-01 10:25:05来源:CSDN作者:fanyun_01人点击

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智能指针通常是指基于引用计数的智能指针,在c++11标准中就是std::shared_ptr。它的特点是如果可以安全的放入STL容器中。

有以下三种方式可以使用shared_ptr

1. 如果你的c++编程环境支持c++标准,那么可以直接使用 std::shared_ptr,它定义在memory文件中。

2. 如果你的c++实现支持 C++TR1库扩展,那么可以使用 std::tr1::shared_ptr。在Vc++编译器下是在 <memory>定义,如果是linuxg++,那么定义在 <tr1/memory>文件中。Boost也提供了TR1实现。

3. 否则的话,你可以使用Boost中的 boost::shared_ptr,它定义在 <boost/shared_ptr.hpp>文件中。

(1)删除共享对象

使用shared_ptr解决的主要问题是知道删除一个被多个客户共享的资源的正确时机。下面是一个简单易懂的例子,有两个类A B, 它们共享一个int实例。使用boost::shared_ptr,你需要必须包含"boost/shared_ptr.hpp".

#include"boost/shared_ptr.hpp"#include<cassert>classA {boost::shared_ptr<int>no_;public:A(boost::shared_ptr<int>no) : no_(no) {}voidvalue(int i) {*no_=i;}};classB {boost::shared_ptr<int>no_;public:B(boost::shared_ptr<int>no) : no_(no) {}intvalue() const {return*no_;}};intmain() {boost::shared_ptr<int>temp(new int(14));Aa(temp);Bb(temp);a.value(28);assert(b.value()==28);}

A B都保存了一个shared_ptr<int>.在创建A B的实例时,shared_ptrtemp被传送到它们的构造函数。这意味着共有三个shared_ptra,b, temp,它们都引向同一个int实例。如果我们用指针来实现对一个的共享,A B必须能够在某个时间指出这个int要被删除。在这个例子中,直到main的结束,引用计数3,当所有shared_ptr离开了作用域,计数将达到0,而最后一个智能指针将负责删除共享的 int.

(2)标准容器

把对象直接存入容器中有时会有些麻烦。以值的方式保存对象意味着使用者将获得容器中的元素的拷贝,对于那些复制是一种昂贵的操作的类型来说可能会有性能的问题。此外,有些容器,特别是std::vector,当你加入元素时可能会复制所有元素,这更加重了性能的问题。最后,传值的语义意味着没有多态的行为。如果你需要在容器中存放多态的对象而且你不想切割它们,你必须用指针。如果你用裸指针,维护元素的完整性会非常复杂。从容器中删除元素时,你必须知道容器的使用者是否还在引用那些要删除的元素,不用担心多个使用者使用同一个元素。这些问题都可以用shared_ptr来解决。

下面是如何把共享指针存入标准库容器的例子。

#include"boost/shared_ptr.hpp"#include<vector>#include<iostream>classA {public:virtualvoid sing()=0;protected:virtual~A() {};};classB : public A {public:virtualvoid sing() {std::cout<< "Do re mi fa so la";}};boost::shared_ptr<A>createA() {boost::shared_ptr<A>p(new B());returnp;}intmain() {typedefstd::vector<boost::shared_ptr<A> > container_type;typedefcontainer_type::iterator iterator;container_typecontainer;for(int i=0;i<10;++i) {container.push_back(createA());}std::cout<< "The choir is gathered: /n";iteratorend=container.end();for(iterator it=container.begin();it!=end;++it) {(*it)->sing();}


}这里有两个类, A B,各有一个虚拟成员函数 sing. B A公有继承而来,并且如你所见,工厂函数 createA返回一个动态分配的B的实例,包装在shared_ptr<A>里。在 main, 一个包含shared_ptr<A>std::vector被放入10个元素,最后对每个元素调用sing。如果我们用裸指针作为元素,那些对象需要被手工删除。而在这个例子里,删除是自动的,因为在vector的生存期中,每个shared_ptr引用计数都保持为1;当 vector被销毁,所有引用计数器都将变为零,所有对象都被删除。有趣的是,即使A析构函数没有声明为 virtual,shared_ptr也会正确调用B的析构函数!

上面的例子示范了一个强有力的技术,它涉及A里面的protected析构函数。因为函数 createA返回的是shared_ptr<A>,因此不可能对shared_ptr::get返回的指针调用 delete。这意味着如果为了向某个需要裸指针的函数传送裸指针而从shared_ptr中取出裸指针的话,它不会由于意外地被删除而导致灾难。那么,又是如何允许shared_ptr删除它的对象的呢?这是因为指针指向的真正类型是B;B的析构函数不是protected的。这是非常有用的方法,用于给shared_ptr中的对象增加额外的安全性。

 

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