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C++ 11 创建和使用 unique_ptr
阅读量:7098 次
发布时间:2019-06-28

本文共 6122 字,大约阅读时间需要 20 分钟。

 不共享它的指针。它无法复制到其他 unique_ptr,无法通过值传递到函数,也无法用于需要副本的任何标准模板库 (STL) 算法。只能移动unique_ptr这意味着,内存资源所有权将转移到另一 unique_ptr,并且原始 unique_ptr 不再拥有此资源。我们建议你将对象限制为由一个所有者所有,因为多个所有权会使程序逻辑变得复杂。因此,当需要智能指针用于纯 C++ 对象时,可使用 unique_ptr,而当构造 unique_ptr 时,可使用 Helper 函数。

std::unique_ptr实现了独享所有权的语义。一个非空的std::unique_ptr总是拥有它所指向的资源。转移一个std::unique_ptr将会把所有权也从源指针转移给目标指针(源指针被置空)。拷贝一个std::unique_ptr将不被允许,因为如果你拷贝一个std::unique_ptr,那么拷贝结束后,这两个std::unique_ptr都会指向相同的资源,它们都认为自己拥有这块资源(所以都会企图释放)。因此std::unique_ptr是一个仅能移动(move_only)的类型。当指针析构时,它所拥有的资源也被销毁。默认情况下,资源的析构是伴随着调用std::unique_ptr内部的原始指针的delete操作的。

下图演示了两个 unique_ptr 实例之间的所有权转换。

转移 unique_ptr 的所有权

1、如何创建unique_ptr

unique_ptr不像shared_ptr一样拥有标准库函数make_shared来创建一个shared_ptr实例。要想创建一个unique_ptr,我们需要将一个new 操作符返回的指针传递给unique_ptr的构造函数。

示例:

int main(){    // 创建一个unique_ptr实例    unique_ptr
pInt(new int(5)); cout << *pInt;}

2、无法进行复制构造和赋值操作

unique_ptr没有copy构造函数,不支持普通的拷贝和赋值操作。

int main() {    // 创建一个unique_ptr实例    unique_ptr
pInt(new int(5)); unique_ptr
pInt2(pInt); // 报错 unique_ptr
pInt3 = pInt; // 报错}

3、可以进行移动构造和移动赋值操作

unique_ptr虽然没有支持普通的拷贝和赋值操作,但却提供了一种移动机制来将指针的所有权从一个unique_ptr转移给另一个unique_ptr。如果需要转移所有权,可以使用std::move()函数。

示例:

int main() {    unique_ptr
pInt(new int(5)); unique_ptr
pInt2 = std::move(pInt); // 转移所有权 //cout << *pInt << endl; // 出错,pInt为空 cout << *pInt2 << endl; unique_ptr
pInt3(std::move(pInt2));}

4、可以返回unique_ptr

unique_ptr不支持拷贝操作,但却有一个例外:可以从函数中返回一个unique_ptr。

示例:

unique_ptr
clone(int p){ unique_ptr
pInt(new int(p)); return pInt; // 返回unique_ptr}int main() { int p = 5; unique_ptr
ret = clone(p); cout << *ret << endl;}
使用举例:    {        //创建一个指向int的空指针        std::unique_ptr
fPtr1; std::unique_ptr
fPtr2(new int(4)); auto fPtr3 = std::make_unique
(); //fPtr2释放指向对象的所有权,并且被置为nullptr std::cout << "fPtr2 release before:" << fPtr2.get() << std::endl; int *pF = fPtr2.release(); std::cout << "fPtr2 release before:" << fPtr2.get() << " and pF value:" << *pF << std::endl; //所有权转移,转移后fPtr3变为空指针 std::cout << "move before fPtr1 address:" << fPtr1.get() << " fPtr3 address:" << fPtr3.get() << std::endl; fPtr1 = std::move(fPtr3); std::cout << "move after fPtr1 address:" << fPtr1.get() << " fPtr3 address:" << fPtr3.get() << std::endl; std::cout << "move before fPtr1 address:" << fPtr1.get() << std::endl; fPtr1.reset(); std::cout << "move after fPtr1 address:" << fPtr1.get() << std::endl; }输出:  fPtr2 release before:00EFB120  fPtr2 release before:00000000 and pF value:4  move before fPtr1 address:00000000 fPtr3 address:00EFEC60  move after fPtr1 address:00EFEC60 fPtr3 address:00000000  move before fPtr1 address:00EFEC60  move after fPtr1 address:00000000

 

unique_ptr使用场景

1、为动态申请的资源提供异常安全保证

我们先来看看下面这一段代码:

void Func(){    int *p = new int(5);    // ...(可能会抛出异常)    delete p;}

这是我们传统的写法:当我们动态申请内存后,有可能我们接下来的代码由于抛出异常或者提前退出(if语句)而没有执行delete操作。

解决的方法是使用unique_ptr来管理动态内存,只要unique_ptr指针创建成功,其析构函数都会被调用。确保动态资源被释放。

void Func(){    unique_ptr
p(new int(5)); // ...(可能会抛出异常)}

2、返回函数内动态申请资源的所有权

unique_ptr
Func(int p){ unique_ptr
pInt(new int(p)); return pInt; // 返回unique_ptr}int main() { int p = 5; unique_ptr
ret = Func(p); cout << *ret << endl; // 函数结束后,自动释放资源}

3、在容器中保存指针

int main() {    vector
> vec; unique_ptr
p(new int(5)); vec.push_back(std::move(p)); // 使用移动语义}

4、管理动态数组

标准库提供了一个可以管理动态数组的unique_ptr版本。

int main() {    unique_ptr
p(new int[5] {
1, 2, 3, 4, 5}); p[0] = 0; // 重载了operator[]}

5、作为auto_ptr的替代品

创建与释放举例

#include 
#include
#include
struct Foo{ Foo() { std::cout << "Foo::Foo\n"; } ~Foo() { std::cout << "Foo::~Foo\n"; } void bar() { std::cout << "Foo::bar\n"; }};void f(const Foo &){ std::cout << "f(const Foo&)\n";}struct D{ void operator()(Foo* foo) { std::cout << "D operator()" << std::endl; delete foo; }};void TestAutoDestroy(){ //1. 普通的new对象. std::cout << "TestDestroy...................." << std::endl; { std::unique_ptr
p1(new Foo); } //2. 普通的new[]对象. { std::unique_ptr
p2(new Foo[4]); } //3. 自定义的deleter. { std::unique_ptr
p3(new Foo); }}void TestOwner(){ std::cout << "TestOwner...................." << std::endl; //1. new object. std::unique_ptr
p1(new Foo); // p1 owns Foo if (p1) p1->bar(); { std::unique_ptr
p2(std::move(p1)); // now p2 owns Foo f(*p2); p1 = std::move(p2); // ownership returns to p1 p2->bar(); std::cout << "destroying p2...\n"; } p1->bar();}void TestArrayOwner(){ std::cout << "TestArrayOwner...................." << std::endl; //1. new[] object. std::unique_ptr
p1(new Foo[4]); // p1 owns Foo if (p1) p1[0].bar(); { std::unique_ptr
p2(std::move(p1)); // now p2 owns Foo f(p2[0]); p1 = std::move(p2); // ownership returns to p1 p2[0].bar(); std::cout << "destroying p2...\n"; } p1[0].bar();}int main(){ TestAutoDestroy(); TestOwner(); TestArrayOwner();} 输出:
TestDestroy....................Foo::FooFoo::~FooFoo::FooFoo::FooFoo::FooFoo::FooFoo::~FooFoo::~FooFoo::~FooFoo::~FooFoo::FooD operator()Foo::~FooTestOwner....................Foo::FooFoo::barf(const Foo&)Foo::bardestroying p2...Foo::barFoo::~FooTestArrayOwner....................Foo::FooFoo::FooFoo::FooFoo::FooFoo::barf(const Foo&)Foo::bardestroying p2...Foo::barFoo::~FooFoo::~FooFoo::~FooFoo::~Foo
 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5628195.html

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