什么是智能指针,什么时候应该使用?


当前回答

智能指针是一个类,是普通指针的包装。与普通指针不同,智能指针的生命周期基于引用计数(智能指针对象被分配的次数)。因此,每当智能指针分配给另一个指针时,内部引用计数加上。每当对象超出范围时,引用计数减。

自动指针,虽然看起来类似,但与智能指针完全不同。这是一个方便的类,每当自动指针对象超出变量范围时,它就释放资源。在某种程度上,它使指针(指向动态分配的内存)的工作方式类似于堆栈变量(在编译时静态分配)。

其他回答

大多数类型的智能指针都为您处理对象指针的处理。它非常方便,因为您不再需要考虑手动处理对象。

最常用的智能指针是std::tr1::shared_ptr(或boost::shared_pt),以及不太常见的std::auto_ptr。我建议经常使用shared_ptr。

shared_ptr非常通用,可以处理各种各样的处理场景,包括需要“跨越DLL边界传递对象”的情况(如果在代码和DLL之间使用不同的libc,这是常见的噩梦)。

更新:

对于过去使用的C++类型,这个答案已经过时了。std::auto_ptr在新标准中被弃用并删除。应该使用std::shared_ptr而不是boost::shared_pt,这是标准的一部分。

与智能指针原理背后的概念的联系仍然是最相关的。

现代C++具有以下智能指针类型,不需要boost智能指针:

std::shared_ptr标准::weak_ptr标准::unique_ptr

答案中还提到了该书的第二版:《C++模板:完整指南第二版》,作者:David Vandvoorde Nicolai、M.Josuttis、Douglas Gregor


旧答案:

智能指针是一种类似指针的类型,具有一些附加功能,例如自动内存释放、引用计数等。

智能指针页面上有一个小介绍-什么,为什么,哪个?。

其中一种简单的智能指针类型是std::auto_ptr(C++标准第20.4.5章),它允许在内存超出范围时自动释放内存,并且在抛出异常时比简单的指针用法更健壮,尽管灵活性较低。

另一种方便的类型是boost::shared_ptr,它实现引用计数,并在没有对对象的引用时自动释放内存。这有助于避免内存泄漏,并且易于用于实现RAII。

David Vandvoorde、Nicolai M.Josuttis的《C++模板:完整指南》一书第20章对这一主题进行了深入探讨。智能指针。涉及的一些主题:

防止异常Holders,(注意,std::auto_ptr是此类智能指针的实现)资源获取是初始化(这通常用于C++中的异常安全资源管理)持有人限制参考计数并发计数器访问销毁和处置

智能指针是一种类似指针的对象,但它还提供了对构造、销毁、复制、移动和取消引用的控制。

人们可以实现自己的智能指针,但许多库也提供智能指针实现,每个实现都有不同的优点和缺点。

例如,Boost提供了以下智能指针实现:

shared_ptr<T>是一个指向T的指针,它使用引用计数来确定何时不再需要对象。scoped_ptr<T>是一个在超出范围时自动删除的指针。无法分配。intrusive_ptr<T>是另一个引用计数指针。它提供了比shared_ptr更好的性能,但需要类型T提供自己的引用计数机制。weak_ptr<T>是一个弱指针,与shared_ptr一起工作以避免循环引用。shared_array<T>类似于shared_ptr,但对于T的数组。scoped_array<T>类似于scoped_ptr,但对于T的数组。

这些只是对每一个的一个线性描述,可以根据需要使用,有关更多细节和示例,可以查看Boost的文档。

此外,C++标准库提供了三个智能指针;std::unique_ptr表示唯一所有权,std::shared_ptr表示共享所有权,std::weak_ptr表示共享所有权。std::auto_ptr在C++03中存在,但现在已弃用。

Chris、Sergdev和Llyod提供的定义是正确的。我更喜欢一个更简单的定义,只是为了让我的生活简单:智能指针只是一个重载->和*运算符的类。这意味着你的对象在语义上看起来像一个指针,但你可以让它做一些更酷的事情,包括引用计数、自动销毁等。sharedptr和autoptr在大多数情况下都是足够的,但它们也有自己的一些小特点。

什么是智能指针。

长版本,原则上:

https://web.stanford.edu/class/archive/cs/cs106l/cs106l.1192/lectures/lecture15/15_RAII.pdf

现代C++习惯用法:

RAII: Resource Acquisition Is Initialization.

● When you initialize an object, it should already have 
  acquired any resources it needs (in the constructor).


● When an object goes out of scope, it should release every 
  resource it is using (using the destructor).

要点:

● There should never be a half-ready or half-dead object.
● When an object is created, it should be in a ready state.
● When an object goes out of scope, it should release its resources. 
● The user shouldn’t have to do anything more. 

原始指针违反RAII:当指针超出范围时,需要用户手动删除。

RAII解决方案为:

Have a smart pointer class:
● Allocates the memory when initialized
● Frees the memory when destructor is called
● Allows access to underlying pointer

对于需要复制和共享的智能指针,请使用shared_ptr:

● use another memory to store Reference counting and shared.
● increment when copy, decrement when destructor.
● delete memory when Reference counting is 0. 
  also delete memory that store Reference counting.

对于不拥有原始指针的智能指针,请使用weak_ptr:

● not change Reference counting.

shared_ptr用法:

correct way:
std::shared_ptr<T> t1 = std::make_shared<T>(TArgs);
std::shared_ptr<T> t2 = std::shared_ptr<T>(new T(Targs));

wrong way:
T* pt = new T(TArgs); // never exposure the raw pointer
shared_ptr<T> t1 = shared_ptr<T>(pt);
shared_ptr<T> t2 = shared_ptr<T>(pt);

始终避免使用原始指针。

对于必须使用原始指针的场景:

https://stackoverflow.com/a/19432062/2482283

对于非空指针的原始指针,请改用引用。

not use T*
use T&  

对于可能为null的可选引用,请使用原始指针,这意味着:

T* pt; is optional reference and maybe nullptr.
Not own the raw pointer, 
Raw pointer is managed by some one else.
I only know that the caller is sure it is not released now.