Cherno C++系列笔记14——P44~P45 智能指针、复制与拷贝构造函数

文章目录

• 1.智能指针
• • 1.1.unique_ptr(优先使用，开销低)
  • 1.2.shared_ptr
  • 1.3.weak_ptr
• 2.P45 复制与拷贝构造函数
• • 2.1.浅拷贝和深拷贝
  • • 2.1.1.浅拷贝示例
    • 2.1.2.深拷贝示例
  • 2.2.总是(always)用常量引用传递对象

1.智能指针

参考：视频 笔记

1.1.unique_ptr(优先使用，开销低)

unique_ptr是作用域指针，超出作用域时它会被销毁，然后自动调用delete。

为什么叫做unique独一无二的？因为我们不能复制一个unique_ptr，因为如果复制一个unique_ptr会有两个指针，两个unique_ptr指向同一个内存块。

如果其中一个死了，它会释放那段内存，而另一个unique_ptr指针就会指向被释放的内存，这样这个指针就是无效的。

因此当你想要使用一个作用域指针的时候unique_ptr是最优选择。

要访问智能指针，首先要包括memory头文件，即#include 。

如果想要在特定的作用域下(两个大括号)创建一个unique_ptr来分配Entity，可以调用构造函数然后输入new Entity()。

但是注意下面的写法有错误，因为unique_ptr的构造函数声明了explicit，即禁止了隐式类型转换，需要显示调用构造函数。

#include 
#include 

class Entity
{
public:
	Entity()
	{
		std::cout << "Construct Entity!" << std::endl;
	}
  ~Entity()
  {
  	std::cout << "Destroyed Entity!" << std::endl;
  }
  void Print()
  {
  	// Print
  }
};

int main()
{
	{
		// 1.错误写法：隐式类型转换
		std::unique_ptr<Entity> entity=new Entity();
		
		// 2.正确写法：显式调用构造函数
		std::unique_ptr<Entity> entity(new Entity());
		
		// 创建智能指针后就可以像普通指针一样使用它
		entity->Print();
	}
	
	std::cin.get();
}

一个更好的方法是把entity赋值给std::make_unique，主要是因为异常安全。

如果构造函数碰巧抛出异常，使用make_unique(C++14)会保证最终得到的不是没有引用的悬空指针，从而造成内存泄漏。

std::unique_ptr<Entity> entity = std::make_unique<Entity>();
entity->Print();

之所以unique_ptr不能进行复制，是因为unique_ptr的拷贝构造函数和拷贝构造 *** 作符实际上被删除了。

1.2.shared_ptr

shared_ptr是共享指针，它的工作方式是通过引用计数，可以跟踪我们的指针有多少个引用，一旦引用计数达到0，这个指针指向的内存就会被释放。

  
在unique_ptr中不直接调用new而使用make_unique的原因是因为异常安全，但是在shared_ptr中有所不同。

shared_ptr 需要分配另一块内存，叫做控制块，用来存储引用计数。

如果使用 std::shared_ptr entity(new Entity);的方式，则过程是先创建一个new Entity分配一次内存，然后将其传递给shared_ptr构造函数再对控制块分配一次内存，这样它必须做两次内存分配。

若使用make_unique就可以把它们组合起来做一次内存分配，提高性能。

如下面的代码，解释shared_ptr如果工作。

这里有两个作用域，在外面的作用域中有e0，里面的作用域中有sharedEntity，然后把e0赋值为sharedEntity。

在27行设置断点按F5运行，再按F10发现Entity被创建了。

当里面的作用域死亡时，sharedEntity就会死亡，但是e0还存活并且持有对该Entity的引用，所以这里没有调用析构函数。

若再按F10Entity就会被销毁。

当所有的引用都消失，当所有的栈分配对象，追踪shared_ptr的从内存释放后，底层的Entity才会被删除(调用析构函数)。

1.3.weak_ptr

weak_ptr被称为弱指针，可以和shared_ptr一起使用。

它只是像声明其他东西一样声明，可以给它赋值为sharedEntity。

这里和之前复制sharedEntity所做的一样，但是这里不会增加引用计数。

当我们将一个shared_ptr赋值给另外一个shared_ptr时它会增加引用计数。

但是当把一个shared_ptr赋值给一个weak_ptr时不会增加引用计数。

  
如果不想要Entity的所有权，例如在排序一个Entity列表时不关心它们是否有效，只需要存储一个它们的引用就可以了。

我们可能会问weak_ptr底层对象是否还存活，但它不会保持底层对象存活，因为它不会增加引用计数。

  
若把之前的shared_ptr换成一个weak_ptr。

在27行设置断点按F5运行，再按F10发现Entity在这里被创建，然后它会被分配到sharedEntity。

但当退出里面的作用域时就是它被摧毁的时候，所以这个weak_ptr现在指向一个无效的Entity。

2.P45 复制与拷贝构造函数

参考：视频 笔记

2.1.浅拷贝和深拷贝

笔记里基本都在写浅拷贝和深拷贝的内容，实际上没有什么新的东西。

就是在类中存在指针成员变量的时候，并且这个指针是指向堆上的内存。

如果使用浅拷贝，那么复制的时候就是仅仅复制指针，而不会复制指针指向的内存的数据。

这样当前一个对象被释放的时候，其指针成员变量一并被释放，导致这块内存无效。

而后一个对象的指针成员变量还是指向堆上的这块内存，当后一个对象被释放的时候它再次尝试释放堆上的这块内存，从而报错。

2.1.1.浅拷贝示例

但如果按回车键，代码执行完cin.get()之后，代码就会崩溃。

2.1.2.深拷贝示例

2.2.总是(always)用常量引用传递对象

Cherno在视频中说，在基础使用中尽量用常量引用来传递对象，尽管某些情况下可能复制对象更快。

常量引用除了减少拷贝之外，还有其他的好处。

如下代码，只会输出一句"Copied String"，因为只在second=string的时候调用了拷贝构造函数，在PrintString函数传参的时候并没有进行拷贝。