c++智能指针(shared_ptr)

shared_ptr共享它所指向的对象，多个shared_ptr可以指向相同的对象， 在内部采用计数机制来实现
当新的shared_ptr与对象关联时候，引用计数加1
当shared_ptr超出作用域时，引用计数减1， 当引用计数变为0时，则释放该对象。

• shared_ptr计数指针又称共享指针
• 与unique_prt不同的是它可以共享数据
• shared_ptr创建了一个计数器与类对象所指的内存相关联
• Copy则计数器加一，销毁则计数器减一
• api为use_count()

shared_ptr初始化

// 1. 分配内存并且初始化
shared_ptr<Cat>p0(new Cat("莉莉")); 

 //2. c++11标准，效率更高，推荐使用
shared_ptr<Cat>p1(make_shared<Cat>("tom"));

 //3. 用已经存在的地址初始化
Cat *cat = new Cat("jerry");
shared_ptr<Cat>p3(cat);

 // 4. 用已经存在的shared_ptr p0初始化
shared_ptr<Cat>p0(new Cat("莉莉")); // 分配内存并且初始化
shared_ptr<Cat>p1(p0);  // 用已经存在的shared_ptr p0初始化，引用计数+1
shared_ptr<Cat>p2(p0);  // 用已经存在的shared_ptr p0初始化，引用计数+1

cout << "p0的引用计数："<<p0.use_count() << endl;
cout << "p1的引用计数："<<p0.use_count() << endl;
cout << "p2的引用计数："<<p0.use_count() << endl;

shared_ptr使用

• 智能指针重载了* 和-> 操作符，可以像操作指针一样，操作shared_ptr
• use_count() 返回引用计数器的值
• unique() 如果use_count为1，则返回true，否则返回false
• get() 返回裸指针
• 不要用同一个对象，初始化多个shared_ptr
• 不要用shared_ptr管理不是new分配的内存
• 不支持指针的运算(+,-,++,--)
• shared_ptr支持赋值，坐值的shared_ptr将-1，右值的shared_ptr将+1
  left = right;

int main() {
    shared_ptr<Cat>pa0(new Cat("莉莉")); // 分配内存并且初始化
    shared_ptr<Cat>pa1(pa0);  // 用已经存在的shared_ptr p0初始化，引用计数+1
    shared_ptr<Cat>pa2(pa0);  // 用已经存在的shared_ptr p0初始化，引用计数+1

    cout << "pa0的引用计数："<<pa0.use_count() << endl;
    
    shared_ptr<Cat>pb0(new Cat("汤姆"));
    shared_ptr<Cat>pb1 = pb0;
    cout << "pb0的引用计数："<<pb0.use_count() << endl;

    cout << "--------------------------" << endl;
    pb1 = pa0;// 这行代码执行后，pa0的引用计数+1， pb1的引用计数-1
    cout << "pa0的引用计数："<<pa0.use_count() << endl;
    cout << "pb0的引用计数："<<pb0.use_count() << endl;

    //下面这行代码执行后，pa0的引用计数+1， pb0的引用计数-1， 此时pb0的引用计数为0，其指向的对象也会被释放，调用其析构函数
    pb0 = pa0;

    cout << "--------------------------" << endl;
    cout << "pa0的引用计数："<<pa0.use_count() << endl;
    cout << "pb0的引用计数："<<pb0.use_count() << endl;
    return 0;
}

image.png

shared_ptr更多细节

• 用 nullptr赋值给shared_ptr，将把引用计数-1，如果计数为0，将释放对象。
• std::move() 可以转移对原始指针的控制权，还可以将unique_ptr转换为shared_ptr
• reset()改变与资源的关联关系

pp.reset();  // 解除与资源的关系，资源的引用计数-1
pp.reset(new Cat("特斯拉"));  // 解除与资源的关系，资源的引用计数-1, 关联新资源

• swap() 交换两个shared_ptr的控制权

void swap(shared_ptr<T>&right);

• shared_ptr也可以像普通指针一样，具有多态性质
• shared_ptr不是绝对安全，如果程序调用exit()退出， 全局的shared_ptr可以自动释放，但是局部的shared_ptr无法释放。
• shared_ptr 支持数组
• shared_ptr是线程安全的
  • 如果unique_ptr可以解决的，就不要用shared_ptr，因为unique_ptr效率更高，占用的资源更少。