12-动态内存

2019年7月18日

12.1 智能指针

智能指针行动
相似普通指针,但它卖力主动开释所知的工具。

#include <memory>

shared_ptr : 许可多个指针指向同一个工具,每个指针都会记录有若干个其余指针指向相反的工具

unique_ptr : 某个工具只许可一个指针指向它

weak_ptr : 弱援用
的陪伴类,指向shared_ptr所办理的工具。


shared_ptr 和 unique_ptr支持的驾御

shared_ptr<T> sp;//空指针,能够指向范例为T的工具

unique_ptr<T> up;

if (p){}//若p指向一个工具,条件为true

*p;//解援用
p,获取其指向的工具

p->mem;//等价于(*p).mem

p.get();//前往p中保留的指针,与工具的援用
计数无关,不要运用它来初始化一个智能指针或赋值

swap(p,q);//交换p,q中的指针

p.swap(q);


shared_ptr独有的驾御

make_shared<T>(args);//前往一个shared_ptr,指向一个静态调配的范例为T的工具,运用args初始化此工具

shared_ptr<T> p(q);//p是q的拷贝;递增q中的援用
计数,q中的指针必需可转换为T*

p = q;//pq保留的指针需能够互相转化,递减p的援用
计数,递增q的援用
计数;当p的援用
计数为0,会将办理的原内存开释

p.use_count();//前往与p同享的工具的智能指针个数。

p.unique();//若p.use_count()前往1,则前往true。


make_shared函数会在静态内存中调配一个工具并初始化。

传送的参数必需合乎范例的某个结构函数;内置范例若不提供参数,将举行值初始化。

shared_ptr的拷贝auto p(q);

拷贝驾御将会递增援用
计数的值:

1,用一个shared_ptr初始化另一个shared_ptr

2,将其作为参数传送给一个函数

3,作为函数的前往值

shared_ptr的赋值和烧毁
,r = q

1,赋值

2,shared_ptr被烧毁

以上驾御会递减指针援用
计数的值,当计数值为0时开释所办理的工具(shared_ptr的析构函数)

12.1.2 间接办理内存

int *pi = new int;//内置范例和组合范例的工具的值未界说,默许初始化

string *ps = new string;

int *pi = new int(1024);//间接初始化

string *ps = new string(10,’9′);

vector<int> *p = new vector<int>{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

int *pi = new int();//值初始化

string *ps = new string();

初始化器

auto p1= new auto(obj);//按照obj工具推断范例,并用obj初始化,obj只能够拥有一个

静态调配const工具

const int *p=new const int(1024);//需初始化

const string *p = new const string;

int *p=new int;//调配失败,抛出std::bad_alloc

int *p=new (nothrow) int;//调配失败,前往空指针

delete p;//烧毁
给定指针指向的工具,开释对应的内存

p=nullptr;//重置指针,避免成为空悬指针

开释非new调配的内存或多次开释行动
未界说。

12.1.3 shared_ptr和new结合运用

shared_ptr<int> p(new int(42));//接受指针参数的智能指针的结构函数是explicit的,不成将一个内置指针隐式转换为智能指针,必需举行间接初始化

默许情况下,初始化智能指针的普通指针必需指向静态调配的内存(运用delete开释),但能够提供其余取代delete的驾御来将智能指针绑定到指向其余范例的指针上。


shared_ptr<T> p(q);//p办理内置指针q(new调配)所指的工具,q可转换为T*

shared_ptr<T>p(u);//p从unique_ptr接收工具,u置空

shared_ptr<T>p(q, d);//p布局内置指针q指向的工具,运用可挪用工具d来取代delete

shared_ptr<T>p(p1,d);//p是p1(shared_ptr)的拷贝,但运用d取代delete 

p.reset();

p.reset(q);

p.reset(q,d);

若p是唯一指向其工具的shared_ptr,reset会开释此工具,将p置空;若传送了内置指针q,则令p指向q;若还有参数d,会挪用d来开释q;会更新援用
计数。

同享工具的智能指针的处置:

if (!p.unique()){

p.reset(new string(*p));//p不是唯一指向工具的指针,但目下要转变p指向的元素,必需创立一个拷贝

}

//对p的工具举行驾御


12.1.4 智能指针和异常

1,不运用相反的内置指针初始化(或reset)多个智能指针

2,不delete get()前往的指针

3,不运用get() 初始化或reset另一个智能指针

4,运用get()前往的指针,当其对应的最初一个智能指针烧毁
后,get()前往的指针有效了

5,运用智能指针办理不是有new调配的内存,需求有附加的删除器

12.1.5 unique_ptr

某个时刻只有一个unique_ptr指向一个工具,unique_ptr被烧毁
时,工具也被烧毁

界说的同时必需初始化,必需采取
间接初始化。不支持拷贝和赋值

unique_ptr<int> p4;

unique_ptr<int> p1(new int(1024));

int *p2=new int(1203);

unique_ptr<int> p3(p2);


unique_ptr特有的驾御

unique_ptr<T> u1;//

unique_ptr<T, D> u2;//u2运用范例为D的可挪用工具开释指针

unique_ptr<T, D> u(d);//运用范例为D的工具取代delete

unique_ptr<T, D> u(p, d);//运用普通指针p初始化u,烧毁
时运用D范例的工具取代delete

u = nullptr;//开释u所指的工具,将u置空

u.release();//u废弃对指针的控制权,前往指针,并将u置空;可用来初始化另一个智能指针或赋值

u.reset();//开释u所指的工具

u.reset(q);//开释u所指的工具,u指向这个内置指针绑定的工具

u.reset(nullptr);//开释u所指的工具,将u置空;

release和reset能够将工具的所有权转移到另一个unique_ptr上。

unique_ptr<string> p(p1.release());//p1置空,p办理p1的工具

unique_ptr<string> p2(new string(“haha”));

p.reset(p2.release());//p开释了原指向的内存,从头指向了p2的内存,p2为空


能够拷贝或赋值一个将要被烧毁
的unique_ptr,比如从函数前往一个unique_ptr或前往部分unique_ptr的拷贝;

12.1.6 weak_ptr

和某些shared_ptr同享同一个工具,但不会增加shared_ptr的援用
计数。weak_ptr不会控制工具的生存期。


weak_ptr<T> w;

weak_ptr<T> w(sp);//w和sp(一个shared_ptr)指向相反的工具,T必需是能够转换为sp指向的范例。

w = p;//p能够是shared_ptr或weak_ptr,赋值后w,p同享工具

w.reset();//将w置为空

w.use_count();//与w同享工具的shared_ptr数目

w.expired();//若w.use_count()为0,则为true

w.lock();//若w.expired()前往true,则前往空的shared_ptr;不然前往一个w指向工具的shared_ptr


不成用weak_ptr间接前往工具,必需用lock;

auto p = make_shared<int>(100);

weak_ptr<int> wp(p);

if (shared_ptr<int> np = wp.lock()){

//np和p同享同一个工具

}

12.2 静态数组

运用new T[] 和delete[]

T *p = new T[n];//n必需是整型,不消是常量。n能够为0,前往正当的非空指针。

typedef int  arrInt[100];

int *p = new arrInt;

留意p是元素的指针而不是数组的指针,并且严正说静态数组非数组,只是一段有范例的延续的存。

默许情况下,创立的静态数组履行
默许初始化;

int *p1 = new int[10];//值未界说,默许初始化

int *p2 = new int[10]();//值初始化,0

间接初始化

int *p3 = new int[10]{1,2,3,4,5,6,7,8};

delete [] p1;//增加[]和去掉[],需求看p1是单个元素的指针还是静态数组的指针,不然delete驾御未界说


可间接运用unique_ptr办理静态数组

unique_ptr<int[]> up(new int[10]);

up.release();//主动挪用delete[]烧毁

指向数组的unique_ptr不支持成员拜候运算符。

unique_ptr<T[]> u;

unique_ptr<T[]> u(p);//内置指针p指向静态数组,p必需能够转换为范例T*

up[i];//需运用下标来拜候


shared_ptr不支持间接办理静态数组,但能够界说本身的删除器,间接办理。

shared_ptr<int> sp(new int[10], [] (int *p){ delete [] p;});

sp.reset();//运用界说时的lambda作为删除器

sp.get();//借用此指针拜候静态数组的值

12.2.2 allocator 类

#include<memory>

allocator类将内存调配和工具结构离散进去,范例感知的内存调配方法,调配的内存是原始的,未调配的。


allocator<T> a;//a能够为范例为T的工具调配内存

auto p = a.allocator(n);//调配n个未经结构的内存,保留n个范例为T的工具

a.construct(p, args);//p是一个范例为T*的指针,指向一块原始内存;args被传送给范例为T的结构函数,args为参数列表

a.destory(p);//p为范例为T*的指针,对p所指工具履行
析构函数,必需是结构过得

a.deallocator(p,n);//p是由allocator前往的指针,n是创立时的大小;开释从p起头的n个范例为T的工具,在此之前必需为每个内存挪用destory;


拷贝和填充未初始化内存

uninitialized_copy(b,e,b2);//将规模[b,e)的元素拷贝到b2指向的未结构的内存

uninitialized_copy_n(b,n,b2);//

uninitialized_fill(b,e,t);//在[b,e)指向的原始内存起头创立n个工具,工具的值均为t的拷贝

uninitialized_fill_n(b,n,t);

前往指向最初一个结构的元素的下一位置。

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