C++ 语言基础篇

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C++ 语⾔基础篇

C++ 语⾔基础篇说⼀下你理解的 C++ 中的四种智能指针

⾯试官你好，⾸先，说⼀下为什么要使⽤智能指针：智能指针其作⽤是管理⼀个指针，避免咋们程序员申请的空间 在函数结束时忘记释放，造成内存泄漏这种情况滴发⽣。 然后使⽤智能指针可以很⼤程度上的避免这个问题，因为智能指针就是⼀个类，当超出了类的作⽤域是，类会⾃动 调⽤析构函数，析构函数会⾃动释放资源。所以智能指针的作⽤原理就是在函数结束时⾃动释放内存空间，不需要 ⼿动释放内存空间。

常⽤接⼝

T* get();

T& operator*();

T* operator->();

T& operator=(const T& val);

T* release();

void reset (T* ptr = nullptr);T 是模板参数, 也就是传⼊的类型；

get() ⽤来获取 auto_ptr 封装在内部的指针, 也就是获取原⽣指针；

operator() ᯿载 , operator->() ᯿载了->, operator=()᯿载了=；

realease() 将 auto_ptr 封装在内部的指针置为 nullptr, 但并不会破坏指针所指向的内容, 函数返回的是内部指 针置空之前的值； 直接释放封装的内部指针所指向的内存, 如果指定了 ptr 的值, 则将内部指针初始化为该值 (否则将其设置为

nullptr； 下⾯分别说⼀下哪四种：

1、auto_ptr（C++98 的⽅案，C11 已抛弃）采⽤所有权模式。auto_ptrstd::string p1 (new string ("hello"));

auto_ptrstd::string p2;

p2 = p1; //auto_ptr 不会报错.2、unique_ptr（替换 auto_ptr ）unique_ptr 实现独占式拥有或严格拥有概念，保证同⼀时间内只有⼀个智能指针可以指向该对象。它对于避免资 源泄露特别有⽤。 采⽤所有权模式，还是上⾯那个例⼦

unique_ptr<string> p3 (new string (auto));//#4

unique_ptr<string> p4；//#5

p4 = p3;//此时会报错编译译器认为 p4=p3 ⾮法，避免了 p3 不再指向有效数据的问题。 因此，unique_ptr ⽐ auto_ptr 更安全。

3、shared_ptr（共享型，强引⽤）shared_ptr 实现共享式拥有概念，多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后⼀个引⽤被销 毁”时候释放。从名字 share 就可以看出了资源可以被多个指针共享，它使⽤计数机制来表明资源被⼏个指针共 享。 可以通过成员函数 use_count() 来查看资源的所有者个数，除了可以通过 new 来构造，还可以通过传⼊auto_ptr, unique_ptr,weak_ptr 来构造。当我们调⽤ release() 时，当前指针会释放资源所有权，计数减⼀。当计数等于 0

时，资源会被释放。

shared_ptr 是为了解决 auto_ptr 在对象所有权上的局限性 (auto_ptr 是独占的)，在使⽤引⽤计数的机制上提供了 可以共享所有权的智能指针。

4、weak_ptr（弱引⽤）weak_ptr 是⼀种不控制对象⽣命周期的智能指针，它指向⼀个 shared_ptr 管理的对象。进⾏该对象的内存管理 的是那个强引⽤的 shared_ptr。

weak_ptr 只是提供了对管理对象的⼀个访问⼿段。weak_ptr 设计的⽬的是为配合 shared_ptr ⽽引⼊的⼀种智 能指针来协助 shared_ptr ⼯作，它只可以从⼀个 shared_ptr 或另⼀个 weak_ptr 对象构造,，它的构造和析构不会 引起引⽤记数的增加或减少。

weak_ptr 是⽤来解决 shared_ptr 相互引⽤时的死锁问题，如果说两个 shared_ptr 相互引⽤，那么这两个指针的 引⽤计数永远不可能下降为 0，也就是资源永远不会释放。它是对对象的⼀种弱引⽤，不会增加对象的引⽤计数， 和 shared_ptr 之间可以相互转化，shared_ptr 可以直接赋值给它，它可以通过调⽤ lock 函数来获得

shared_ptr。 当两个智能指针都是 shared_ptr 类型的时候，析构时两个资源引⽤计数会减⼀，但是两者引⽤计数还是为 1，导 致跳出函数时资源没有被释放（的析构函数没有被调⽤），解决办法：把其中⼀个改为 weak_ptr 就可以。

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