C++ 智能指针

C++ 智能指针

        智能指针是为了解决内存泄漏问题，与普通指针相比，他能够自动释放malloc或者new的内存的空间。智能指针本质上的实现是函数连带自动释放，先来看段代码：

class smartp       
{
  public:
      smartp(T size)
       {
       p=new T(size);
       }
       ~smartp()
        {
         if(p !=NULL)  delete[] p;
        }
 private:
      T *p;
};

     
int main(void)
{
    {
    smartp a(5);  //大括号结束时释放a对象
    }
    while(1);
}

        其实就是利用了函数执行结束时会自动释放栈上局部变量内存，而我们将对象定义在了栈上（在函数内部定义的局部对象），所以函数结束时不例外的会把对象释放，但是不会管对象在堆上申请空间，在销毁对象时会调用对象的析构函数，利用这个特点，我们把delete堆内存放在析构函数中，则会被自动调用，从而实现自动delete堆内存的目的。

智能指针auto_prt

        auto_prt已过时，在c++17版弃用，因此在新开发程序中不要使用，但是对我们学习智能指针的使用还是有帮助。auto_ptr是一个类模板，在使用的时候需要指定类型。

头文件：

构造函数

auto_ptr  p1(new people("hu"));  //创建智能指针并指向新建的对象；
auto_ptr  p2=p1;                 //P1转移到P2，再访问P1会崩溃。

观察器

get()         people *p3 = p2.get();   //获得智能指针p2管理的对象的指针。
operator->    cout<name;          //通过→访问管理的对象内的元素
operator*     cout<<(*p3).name;        //通过*访问管理的对象内的元素，( )优先级。

修改器

reset()    p2.reset(new people("dai"));  //替换，创建新对象，释放原对象，绑定新对象。
release() people *p4 =  p2.release();    //释放管理，释放后，不能再访问p2管理的对象。

弊端

        弊端不是错误，是规则设计不合理。虽然auto_prt能解决自动释放内存的问题，但是又引入了新问题，导致使用的时候反而要更小心，所以在17版就被废止。如下示例：

auto_ptr  p2=p1; 

所有权转移，P1所有权转移P2后，如果再 *** 作P1，就会出错。

func(p1);

函数调用传值转移所有权，函数传参时，值传递，导致智能指针所有权被转移。

p2.release();

没有接收返回值，对象指针就会永久丢失，泄漏内存。

unique_ptr

        由于auot_ptr存在弊端被遗弃，所以c++又发明的新的智能指针来替代， unique_ptr就是其中之一，与auto_ptr不同的是，它不允许使用赋值语句进行权限转移(包括函数传参、返回值)，在unique_ptr对象被销毁时，会先去调用与其绑定的删除器(一个对象)，该删除器由用户给入，并要在内部实现构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数和最重要的operator()(people *p)运算符重载，在销毁前会将管理的对象的指针传入到删除器的operator()，在这里要去删除申请的空间，同时调用管理的对象的析构。典型的删除器如下：

struct Dlete
{
       Dlete(){cout<<"Dlete()"< 
头文件：
 
构造函数 
unique_ptr          a;
unique_ptr          a(nullptr);
unique_ptr a(new people,del);       //默认构造people对象
unique_ptr a(new people,del);      //引用del
unique_ptr a(new people,Dlete());   //创建再移动
unique_ptr a(new people,move(del)); //转移
unique_ptr     a(new people[5]);        //调用5次构造和5次析构
 
修改器 
release()        people *ptr = aa.release();   //解绑aa管理的对象，并返回对象指针
reset()           bb.reset(new people(6));      //替换bb管理的对象
swap ()          dd.swap(cc);                   //交换智能指针dd与cc管理的对象
 
观察器 
get()                 people *p =dd.get();           //获取dd管理的对象
get_deleter()         Dlete &pd = ee.get_deleter();  //获取删除器
operator bool         if(ee)  {cout<<"y"< 
unique_prt与auto_prt对比 
auto_prt允许两个对象用赋值语句赋值(a=b), 而unique_prt不允许，包括函数传参和return返回值，因为涉及管理权限转移，容易出错，unique_ptr要直接赋值必须使用a= move(b)。
都支持匿名对象赋值auto_ptr aa = auto_ptr(new int)，也包括函数传参和return返回值。
        unique释义为独一无二的，强调的就是他只能管理一个对象，当他管理一个新对象时，原来的对象就会被释放。同样也不能多个智能指针同时管理一个对象。会导致在释放的时候出错。
 
当unique_ptr本身被释放时，他会调用“删除器”，在删除器中去调用被管理的对象的析构，然后在析构自己。
 
        在使用智能指针的时候，尽量不要与普通指针混合使用，因为c++语法并没有规避两个智能指针去管理两个普通指针。如下列：
 
int *p(new int);
unique_ptr kk(p);
unique_ptr yy(p);
 
shared_ptr 
        shared_ptr共享指针，意思是同一个对象可以有多个智能指针管理，auto_ptr和unique_ptr是独占式智能指针，语法上只能一个对象一个智能指针，即任何时候对象与智能指针一对一对应。而shared_ptr是基于引用计数式的设计，因此可以多个智能指针绑定1个对象，使得更加接近普通指针，shared的基本使用与前面两个智能指针类似。同样可以使用构造函数初始化，也可以使用make_shared来创建。
 
shared_ptr aa(new people);
auto bb = make_shared(10);
 
引用计数 
        shared_ptr是引用计数来记录同一个对象被几个智能指针所管理，因为内部有计数机制，只有最后一个智能指针被释放时才会去析构管理的对象，所以最后在析构的时候才能避免重复去析构而出错，为了避免重复释放出错的问题，auto_ptr会对管理权限进行转移，来保证析构不出错，而unique_ptr是干脆就不允许左值赋值语句。
 
shared_ptr aa(new people);
shared_ptr bb = aa;   
use_count()   int cnt = bb.use_count(); //获取bb所管理的对象有几个智能指针。
unique() if(aa.unique());               //判断aa是否独享对象
reset()     aa.reset(new people)        //对aa指向的对象更新，bb指针计数值减1；
 
weak_ptr 
        weak_ptr是一个非独立的智能指针，用来给shared_ptr打辅助的，shared_ptr算是一个近乎完美的智能指针，但是他还是有一个由计数而引起缺陷，而这个缺陷则需要使用weak_ptr来配合使用来避免。
 
        weak_ptr本身也是一个模板类，但是不能直接用来创建智能指针对象，只能用来接收shared_ptr智能指针对象，且不会引shared_ptr智能指针计数。weak_ptr能使用的成员少得可怜，甚至连operator*和operator->都没有，不同的是他比其他只能指针多了lock和expired。
 
        weak_ptr中只有函数lock和expired两个函数比较重要，因为它本身不会增加引用计数，所以它指向的对象可能在它用的时候已经被释放了，所以在用之前需要使用expired函数来检测是否过期，然后使用lock函数来获取其对应的shared_ptr对象，然后进行后续 *** 作。
 
构造函数 
shared_ptr  sptr(new people(12));  
weak_ptr    wptr=sptr;
 
观察器 
expired()     if(!wptr.expired());//管理的对象被删除返回true，否则false
lock()        cout<< wptr.lock()->value< 
迭代器适配器 
        STL中迭代器分类有输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器等，这些迭代器是STL中标准迭代器，很多时候我们遍历容器的场景比已提供的不同。所以就有了迭代器适配器，迭代器适配器也是一个模板类，是基于前面提到的基础迭代器而实现的，仍属于迭代器，可以理解为是“升级版”迭代器。
 
反向迭代器 
反向迭代器（reverse_iterator），又称“逆向迭代器”，其内部重新定义了递增运算符（++）和递减运算符（--），专门用来实现对容器的逆序遍历。     
 
list aa{1,2,3,4,5};  //定义一个list
reverse_iterator::iterator> begin = aa.rbegin(); //读逆序迭代器作为begin
reverse_iterator::iterator> end   = aa.rend();//读逆序迭代器作为begin
while(begin != end)
{
  cout<<*begin<<" ";
  ++begin;
 }
 
安插型迭代器
 
        安插型迭代器（inserter或者insert_iterator），用于在容器的任何位置添加新的元素，需要注意的是，此类迭代器不能被运用到元素个数固定的容器（比如 array）上。
 
流迭代器
 
        流迭代器（istream_iterator / ostream_iterator）流缓冲区迭代器（istreambuf_iterator / ostreambuf_iterator），输入流迭代器用于从文件或者键盘读取数据；相反，输出流迭代器用于将数据输出到文件或者屏幕上。
         输入流缓冲区迭代器用于从输入缓冲区中逐个读取数据；输出流缓冲区迭代器用于将数据逐个写入输出流缓冲区。
 
移动迭代器
 
        移动迭代器（move_iterator），此类型迭代器是 C++ 11 标准中新添加的，可以将某个范围的类对象移动到目标范围，而不需要通过拷贝去移动。
 
function函数包装器 
        在c++中有多种可调用的对象，如函数、函数指针、lambda表达式、bind创建的对象、函数对象。对这些东西的调用各有差异，而函数包装器就是来实现将这些东西放在一起，并统一接口后对外预留同样的调用方法。即不同类型的可调用对象共享同一种调用方法。他的底层其实是使用了map来实现，map的格式是map，我们把key用来做运算符标识，value写成函数，即实现了函数的包装，示例如下
 
int add(int a,int b){return a+b;};  //定义一个普通函数
auto sub = [](int a,int b){return a-b;}; // 定义一个lambda表达式
struct div                        //函数对象
{
  int operator()(int a,int b)
   {
   return a / b;
   }
};

map> bing 
{
   {"+",add},
   {"-",sub},
   {"/",div}
   {"*",[](int a,int b){return a*b;}},
};
cout<< "2+3= "<< bing["+"](3,2)< 
					
										


					

						
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