【數據結構】9_智能指針示例

內存泄漏（臭名昭著的Bug）

• 動態內存申請堆空間，用完後不歸還
• C++ 語言中沒有垃圾回收的機制
• 指針沒法控制所指堆空間的生命週期

當代C++軟件平臺中的智能指針

• 指針生命週期結束時主動釋放堆空間
• 一片堆空間最多隻能由一個指針標識
• 杜絕指針運算和指針比較

智能指針的設計方案

• 經過類模板描述指針的行爲

  • 可以定義不一樣類型的指針對象

• 重載指針特徵操做符（-> 和 *）

  • 利用對象模擬原生指針的行爲

編程實驗：智能指針

文件：SmartPointer.h

#ifndef SMARTPOINTER_H
#define SMARTPOINTER_H

namespace DTLib
{
template<typename T>
class SmartPointer
{
public:
    SmartPointer(T *p = nullptr)
    {
        m_pointer = p;
    }

    SmartPointer(const SmartPointer &obj)
    {
        m_pointer = obj.m_pointer;
        const_cast<SmartPointer&>(obj).m_pointer = nullptr;
    }

    SmartPointer &operator = (const SmartPointer &obj)
    {
        if (this != &obj)
        {
            delete m_pointer;
            m_pointer = obj.m_pointer;
            const_cast<SmartPointer&>(obj).m_pointer = nullptr;
        }

        return *this;
    }

    T *operator -> ()
    {
        return m_pointer;
    }

    T &operator * ()
    {
        return *m_pointer;
    }

    bool isNull()
    {
        return (m_pointer == nullptr);
    }

    T *get()
    {
        return m_pointer;
    }

    ~SmartPointer()
    {
        delete m_pointer;
    }

private:
    T *m_pointer = nullptr;
};
}

#endif // SMARTPOINTER_H

文件:main.cpp

#include <iostream>
#include "SmartPointer.h"

using namespace std;
using namespace DTLib;

class Test
{
public:
    Test()
    {
        cout << "Test()" << endl;
    }

    ~Test()
    {
        cout << "~Test()" << endl;
    }

    void print()
    {
        cout << "void print() : " << value << endl;
    }

private:
    int value = 10;
};

int main()
{
    SmartPointer<Test> p1 = new Test();
    SmartPointer<Test> p2(p1);
    cout << "p1 = " << p1.isNull() << endl;
    cout << "p2 = " << p2.isNull() << endl;

    SmartPointer<Test> p3;
    p3 = p2;
    cout << "p2 = " << p2.isNull() << endl;
    cout << "p3 = " << p3.isNull() << endl;

    p3->print();
    (*p3).print();

    return 0;
}

輸出：

Test()
p1 = 1
p2 = 0
p2 = 1
p3 = 0
void print() : 10
void print() : 10
~Test()

智能指針的使用軍規

只能用來指向堆空間中的單個對象或者變量

小結

• 指針特徵操做符 (-> 和 *) 能夠被重載
• 重載指針特徵符使用對象代替指針
• 智能指針只能用於指向堆空間中的內存
• 智能指針的意義在於最大程度的避免內存問題

以上內容整理於狄泰軟件學院系列課程，請你們保護原創！