這篇文章給大家介紹如何使用c++ 智能指針，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。
在現(xiàn)代 C++ 編程中，標(biāo)準(zhǔn)庫包含了智能指針(Smart pointers)。
智能指針用來確保程序不會出現(xiàn)內(nèi)存和資源的泄漏，并且是"異常安全"(exception-safe)的。
智能指針定義在頭文件 memory 里的命名空間 std 中。它對于資源獲取即初始化(RAII, Resource Acquisition Is Initialization) 編程理念至關(guān)重要。該理念的目的是保證對象初始化的時候也是資源獲取的時候，從而使對象的所有資源在單行代碼中創(chuàng)建。
實(shí)踐中，RAII 的主要原則就是把任何在堆上分配的資源(比如動態(tài)分配的內(nèi)存或者系統(tǒng)對象的處理)的所有權(quán)提供給在棧上分配的對象(其析構(gòu)函數(shù)包含釋放資源及相關(guān)清理的代碼)。
大多數(shù)時候，當(dāng)你初始化一個原始指針或者資源句柄使其指向?qū)嶋H的資源時，立即將其傳給智能指針。
在現(xiàn)代 C++ 中，原始指針只用于包含在局部作用域，循環(huán)或者工具函數(shù)的小塊代碼中(對性能有要求，并且對資源的所有權(quán)也不容易混淆)。
原始指針和智能指針的聲明比較如下：
重慶分公司
重慶分公司
void UseRawPointer()
{
// Using a raw pointer -- not recommended.
Song* pSong = new Song(L"Nothing on You", L"Bruno Mars");
// Use pSong...
// Don't forget to delete!
delete pSong;
}
void UseSmartPointer()
{
// Declare a smart pointer on stack and pass it the raw pointer.
unique_ptr song2(new Song(L"Nothing on You", L"Bruno Mars"));
// Use song2...
wstring s = song2->duration_;
//...
} // song2 is deleted automatically here. 如上所示，智能指針是一個在棧上聲明的類模板，并由指向分配在堆上的對象的原始指針初始化。當(dāng)智能指針初始化后，它就擁有了原始指針的所有權(quán)。這意味著智能指針需要負(fù)責(zé)原始指針指向的內(nèi)存釋放。智能指針的析構(gòu)函數(shù)包含了 delete 的調(diào)用，并且由于智能指針是在棧上聲明的，其析構(gòu)函數(shù)會在智能指針對象離開作用域時被調(diào)用，即使在棧中發(fā)生了異常。
通過使用指針運(yùn)算符(-> 和 *)訪問被封裝的指針，智能指針類重載了這些運(yùn)算符以返回被封裝的原始指針。
C++ 智能指針的理念類似于在 C# 語言中創(chuàng)建對象的過程：創(chuàng)建對象后讓系統(tǒng)負(fù)責(zé)在正確的時間將其刪除。不同之處在于，沒有獨(dú)立的垃圾回收器運(yùn)行于后臺；內(nèi)存是按照標(biāo)準(zhǔn) C++ 規(guī)范對內(nèi)存進(jìn)行管理的，使運(yùn)行時環(huán)境更加快速和高效。
[!重要]
總是在單獨(dú)的行上創(chuàng)建智能指針，而不是在參數(shù)列表中，從而避免由于特定的參數(shù)列表分配規(guī)則出現(xiàn)一些輕微的內(nèi)存泄漏
以下示例顯示了 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫中的 unique_ptr 是如何封裝指向大型對象的指針的。
class LargeObject
{
public:
void DoSomething(){}
};
void ProcessLargeObject(const LargeObject& lo){}
void SmartPointerDemo()
{
// Create the object and pass it to a smart pointer
std::unique_ptr pLarge(new LargeObject());
//Call a method on the object
pLarge->DoSomething();
// Pass a reference to a method.
ProcessLargeObject(*pLarge);
} //pLarge is deleted automatically when function block goes out of scope. 上述示例演示了使用智能指針的關(guān)鍵步驟：
將智能指針聲明為局部變量(不要在智能指針上使用 new 或者 malloc 表達(dá)式)。
在類型參數(shù)上，指定被封裝指針指向的對象類型。
將指向由 new 創(chuàng)建的對象的指針傳給智能指針的構(gòu)造函數(shù)。
使用重載的操作符 -> 和 * 來訪問對象。
讓智能指針來 delete 對象。
智能指針在設(shè)計上兼顧了內(nèi)存和性能的高效性。例如，unique_ptr 的數(shù)據(jù)成員是被封裝的原始指針，這意味著 unique_ptr 具有原始指針同樣地大小，4 字節(jié)或者 8 字節(jié)。通過智能指針重載的操作符 -> 和 * 來訪問并不比直接使用原始指針來訪問慢多少。
智能指針有其自己的成員函數(shù)，通過 . 來訪問。例如，一些 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫的智能指針有用于重置的成員函數(shù)來釋放對原始指針的所有權(quán)。這可以用于在智能指針超出作用域前釋放智能指針管理的內(nèi)存，看下面的示例：
void SmartPointerDemo2()
{
// Create the object and pass it to a smart pointer
std::unique_ptr pLarge(new LargeObject());
//Call a method on the object
pLarge->DoSomething();
// Free the memory before we exit function block.
pLarge.reset();
// Do some other work...
} 智能指針通常提供了獲取原始指針的方式。 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫中的智能指針包含了成員函數(shù) get 來獲取原始指針。 CComPtr 有公共的類成員 p。通過獲取原始指針，你能夠使用智能指針來管理你自己代碼涉及的內(nèi)存并依然能夠?qū)⒃贾羔槀鬟f給不支持智能指針的代碼。
void SmartPointerDemo4()
{
// Create the object and pass it to a smart pointer
std::unique_ptr pLarge(new LargeObject());
//Call a method on the object
pLarge->DoSomething();
// Pass raw pointer to a legacy API
LegacyLargeObjectFunction(pLarge.get());
} 以下部分總結(jié)了在 Windows 環(huán)境下不同種類的智能指針，以及如何使用它們。
優(yōu)先使用下列智能指針來封裝原始指針指向的純舊對象(plain old C++ objects，POCO):
unique_ptr
對封裝的原始指針是獨(dú)占的
默認(rèn)用于 POCO，除非你明確的知道你需要一個 shared_ptr
可以移入新的所有者，但不能拷貝或者共享
替代 auto_ptr，auto_ptr 已作廢
對比 boost::scoped_ptr，unique_ptr 更加小巧和高效
長度為一個指針的大小，并且支持右值引用來快速執(zhí)行 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫容器的插入和遍歷操作
shared_ptr
引用計數(shù)智能指針
當(dāng)你需要將原始指針分派給多個所有者時使用，例如，當(dāng)你從容器返回一個指針的拷貝并且想要保留它
原始指針不會被 delete 直到所有的 shared_ptr 超出作用域或者放棄所有權(quán)。
長度為兩個指針的大小，一個用于對象，另一個用于包含引用計數(shù)的共享控制塊
weak_ptr
結(jié)合 shared_ptr 使用的特殊智能指針。
weak_ptr 提供了對被一個或者多個 shared_ptr 所擁有的對象的訪問，但不參與引用計數(shù)。
如果你想要監(jiān)測某個對象，不要求其不被釋放，可以使用 weak_ptr
在某些情況下，用于解決 shared_ptr 實(shí)例間的循環(huán)引用。
關(guān)于如何使用c++ 智能指針就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。
