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内存垃圾管理(智能指针)

内存垃圾管理(智能指针)

作者: 小幸运Q | 来源:发表于2021-06-01 21:14 被阅读0次

    智能指针 shared_ptr:
    https://blog.csdn.net/u012501459/article/details/48229399

    C++11中引入了智能指针的概念。使用普通指针,容易造成堆内存泄露(忘记释放),二次释放,使用智能指针能更好的管理堆内存。

    • 构造函数中创建类的新对象时,初始化引用计数为1;
    • 拷贝构造函数复制指针,并使相应的引用计数增加1;
    • 赋值操作减少左操作数所值对象的引用计数,增加右操作数所指对象的引用计数;
    • 析构函数使引用计数减少1,并且当引用计数为0时,释放指针说指向的对象;


      image.png

    定制删除器:

    #include<iostream>
    #include<memory>
    using namespace std;
    int main(){
        shared_ptr<int> sp1(new int(10));
        cout<<*sp1<<endl;
        *sp1 = 20;
        cout<<*sp1<<endl;
            return 0;
    }
    

    我们动态申请的内存,构造时完成初始化,析构时通过delete来释放没有任何问题。但是文件指针可能就挂了。

    #include<iostream>
    #include<memory>
    using namespace std;
    int main(){
        shared_ptr<FILE> sp1(fopen("test.txt","w"));
        //如果不进行任何特殊处理,则程序崩溃!
        return 0;
    }
    

    因此,shared_ptr提供了删除器功能,我们可以通过定制删除器,来对特定的资源进行回收。

    #include<iostream>
    #include<memory>
    using namespace std;
     
    //仿函数
    struct Fclose{
        void operator()(void *ptr){
            fclose((FILE*)ptr);
            cout<<"不用担心,shared_ptr已经通过调用我关闭了文件!"<<endl;
        }
    };
     
    int main(){
        //我们通过传入仿函数,来完成对文件指针的清理
        shared_ptr<FILE> sp1(fopen("test.txt","w"),Fclose());
        return 0;
    }
    

    Ref_ptr类:

    //使用int*指针初始化ptr,注意必须要放在初始化列表中
    Ref_ptr(int * i):ptr(new Referenced(i))
    {
    
    }
    //拷贝构造函数,又有一个变量指向了这块内存
    Ref_ptr(const Ref_ptr & rhs)
    {
        ptr=rhs.ptr;//将右操作数的引用计数对象赋值给左操作数
        ptr->ref();//将它们的应用计数加1
    }
    
    Ref_ptr r1=new int(4); //调用构造函数
    Ref_ptr r2=r1; //调用拷贝构造函数
    
    image.png
    //赋值操作符,右操作数的引用计数要减1,左操作数的引用计数要加1
    Ref_ptr & operator=(const Ref_ptr & rhs)
    {
        if(&rhs==this)
            return *this;
        if(ptr->unref()==0)//赋值操作符,首先将当前类的引用计数减1,因为现在指向它的指针少了一个。
        {
            cout<<"delete Ref_ptr"<<endl;
            delete ptr;
        }
        ptr=rhs.ptr; //将右操作数的引用计数赋值给当前对象
        ptr->ref(); //引用计数加1
        return *this;
    }
    
    //析构函数,引用计数要减1,如果减为0,删除这块内存
    ~Ref_ptr()
    {
        if(ptr->unref()==0)
        {
            cout<<"delete Ref_ptr"<<endl;
            delete ptr;
        }
    }
    

    Referenced类:

    //初始化这个类,引用计数设为1,并且将p指向传入的地址
    Referenced(int * pi)
    {
        refCount=1;
        p=pi;
    }
    
    //引用计数加1
    int ref()
    {
        return ++refCount;
    }   
    
    //引用计数减1
    int unref()
    {
        return --refCount;
    }
    
    //析构函数,释放掉内存
    ~Referenced()
    {
        cout<<"delete referenced"<<endl;
        delete p;
    }
    

    好处:

    • 智能指针能够帮助我们处理资源泄露问题;
    • 它也能够帮我们处理空悬指针的问题;
    • 它还能够帮我们处理比较隐晦的由异常造成的资源泄露。

    循环引用:

    image.png image.png
    #include <memory>
    class B;
    class A
    {
    public:
        ~A()
        {
            printf("delete A");
        }
        std::shared_ptr < B >
            m_b;
    };
     
    class B
    {
    public:
        ~B()
        {
            printf("delete B");
        }
        std::shared_ptr < A >
            m_a;
    };
     
    int main()
    {
        std::shared_ptr<A> a(new A); //new出来的A的引用计数此时为1
        std::shared_ptr<B> b(new B); //new出来的B的引用计数此时为1
        a->m_b = b; //B的引用计数增加为2
        b->m_a = a; //A的引用计数增加为2
    }
    

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