C++智能指针总结二——unique

C++智能指针总结二——unique

C++智能指针总结二——unique_ptr【奇牛学院】

• • 1.往期回顾
  • 2.auto_ptr的缺陷
  • • 1.缺陷一
    • 2.缺陷二
  • 3.unique_ptr
  • • 1."更安全的赋值"
    • 2.支持创建动态数组
    • 3.补充API
  • 4.后续篇章

1.往期回顾

C++智能指针总结一——auto_ptr

2.auto_ptr的缺陷 1.缺陷一

先来看下面的代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

class DEMO {

public:

    DEMO(int data) {

        this->data = data;
        cout << "创建text" << endl;
        cout << "data=" << data << endl;
    }

    ~DEMO() {

        cout << "析构text" << endl;
        cout << "data=" << data << endl;
    }

private:
    int data;
};

int main(void) {

    auto_ptr ptr(new int);
    auto_ptr ptr1(new DEMO(1));
    auto_ptr ptr2(new DEMO(2));

    cout << endl;
    cout << "ptr2=" << ptr2.get() << endl; //ptr2=ptr1之前
    cout << "ptr1=" << ptr1.get() << endl;
    ptr2 = ptr1;                           //将ptr1赋值给ptr2
    cout << "ptr2=" << ptr2.get() << endl; //ptr2=ptr1之后
    cout << "ptr1=" << ptr1.get() << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

运行结果如下图：

使用.get()方法获取智能指针绑定的动态内存首地址。

为什么会这样呢，这是因为auto_ptr具有排他所有权性，即一块动态内存只能被一个智能指针绑定，所以在执行ptr2=ptr1之后就相当于把ptr1绑定的动态内存交给ptr2控制，但ptr2之前绑定了动态内存，所以它会先把自己绑定的动态内存先释放（delete掉），然后绑定ptr1的动态内存，最后ptr1的内置指针变量被置为空指针。

这种行为其实是很奇怪的，因为在我们之前的语法中赋值 *** 作都不会产生如此怪异的行为。因此如果我们以往的思维方式去使用智能指针赋值 *** 作就很可能产生你无法轻易察觉的错误。

2.缺陷二

不支持对象数组的内存管理

即不能使用auto_ptr指针分配数组，如：

3.unique_ptr 1.“更安全的赋值”

由于auto_ptr存在的种种缺陷，C++11标准使用新的，更安全的unique_ptr取代auto_ptr。

unique_ptr具有与auto_ptr一样的排他所有权性，同一块动态内存也只允许一个智能指针对象绑定。

但是unique_ptr不允许这样的直接赋值。

只能这样使用：

加一个move相当于向编译器声明你知道这样 *** 作的风险和后果。实际上这样使用和auto_ptr的直接赋值也没有区别了，只是多了一个move提醒你自己智能指针赋值的特殊性。

2.支持创建动态数组

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main(void) {

    unique_ptr ptr1(new int[5]);     //分配动态数组
    
    for (int count = 0; count < 5; ++count) {
        ptr1[count] = count;
    }

    for (int count = 0; count < 5; ++count) {
        cout << "ptr1[" << count << "]=" << ptr1[count] << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;
}

结果：

3.补充API

如 .release()，.reset() 方法和auto_ptr是一样的。详情可参考我的上一篇博文。这里主要讲一下新的。

.swap()方法：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main(void) {

    unique_ptr ptr1(new int[5]);
    unique_ptr ptr2(new int[5]);
    
   
    cout << "ptr2=" << ptr2.get() << endl; 
    cout << "ptr1=" << ptr1.get() << endl;
    
    ptr1.swap(ptr2);      //交换两个智能指针绑定的动态内存
    cout << endl;

    cout << "ptr2=" << ptr2.get() << endl; 
    cout << "ptr1=" << ptr1.get() << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

结果：

功能即交换两个智能指针绑定的动态内存。

主动释放对象：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main(void) {

    unique_ptr ptr1(new int[5]);
    unique_ptr ptr2(new int[5]);
    
    cout << "ptr2=" << ptr2.get() << endl; 
    cout << "ptr1=" << ptr1.get() << endl;
                    
    ptr1 = nullptr;
    ptr2 = NULL;

    cout << "ptr2=" << ptr2.get() << endl; 
    cout << "ptr1=" << ptr1.get() << endl;
    

    system("pause");

    return 0;
}

结果：

底层源码：

 unique_ptr& operator=(nullptr_t) noexcept {
        reset();
        return *this;
    }

可以看到，unique_ptr重载了“=”号运算符，执行reset()函数，且注意到当reset()函数传入的参数为空时，参数默认初始化为nullptr，即能达到的效果为释放原先绑定的动态内存，再将对象指针赋值为nullptr。

reset()函数：

void reset(_Ty* _Ptr = nullptr) noexcept { // destroy designated object and store new pointer
        if (_Ptr != _Myptr) {
            delete _Myptr;
        }

        _Myptr = _Ptr;
    }

4.后续篇章

C++智能指针总结三——shared_ptr与weak_ptr