智能指针_通用工具_STL

来源：互联网发布：mac系统好还是windows 编辑：程序博客网时间：2024/05/17 04:34

C++ STL提供的auto_ptr是一种智能型指针（smart pointer），帮助程序员防止“被异常抛出时发生资源泄露”。一下就auto_ptr的设计动机、auto_ptr的拥有权转移和auto_ptr的运用方面进行阐述。

一，auto_ptr的设计动机

1，获取一些资源。

2，执行一些动作。

3，释放所获取的资源

一个典型的例子是使用new和delete来产生和摧毁对象：

void f(){   ClassA* ptr=new ClassA;   ...   delete ptr;}

然而经常会忘掉delete动作，特别是当函数中存在return时更是如此。更隐晦的是当异常发生时，函数将立刻退离而调用不到尾端的delete语句。如：

void f(){     ClassA* ptr=new ClassA;     try{         ....}       catch(...){            delete ptr;             throw;        }        delete ptr;}

auto_ptr是这样一种指针：它是“它所指向对象”的拥有者（owner）。所以当身为对象拥有者的auto_ptr被摧毁时，该对象也将被摧毁。auto_ptr要求一个对象智能有一个拥有者，严禁一物二主。

下面是上例改写后的版本：

//header file for auto_ptr#include <memory>void f(){    //create and initialize an auto_ptr    std::auto_ptr<ClassA> ptr(new ClassA);    ...     //perform some operations}

不再需要catch,也不再需要delete了。

二，auto_ptr拥有权(ownership)的转移

auto_ptr的copy构造函数和assignment操作符将对象拥有权交出去。如：

//initialize an auto_ptr with a new objectstd::auto_ptr<ClassA> ptr1(new ClassA);//copy the auto_ptr//-transfers ownership from ptr1 to ptr2std::auto_ptr<ClassA> ptr2(ptr1);

std::auto_ptr<ClassA> ptr1(new ClassA);std::auto_ptr<ClassA> ptr2;ptr2=ptr1;  //assign the auto_ptr transfers ownership from ptr1 to ptr2

三， auto_ptr的缺陷

看例子：

//this is a bad exampletemplate <class T>void bad_print(std::auto_ptr<T> p)  //p gets the ownership of passed argument{   //does p own an object?    if(p.get()==NULL){       std::cout<<"NULL";    }    else{      std::cout<<*p;    }}  //Oops, existing deletes the objects to witch p regers

只要有一个auto_ptr被当做参数，放进这个bad_ptr() 函数，它所拥有的对象(如果有的话)就一定会被删除。因为作为参数的auto_ptr会将拥有权转交给参数p，而当函数退出时，会删除p所拥有的对象。这恐怕不是程序员所希望的，最终会引起致命的执行期错误：

std::auto_ptr<int> p(new int);*p=42;    //change value to which p refersbad_print(p);   //Oops,deletes the memory to which p refers*p=18;    //runtime error

考虑到auto_ptr 的概念，我们可以用constant reference，向函数传递拥有权。事实上，constant reference 无法交出拥有权，无法变更constant reference的拥有权。

const std::auto_ptr<int> p(new int);*p=42;   //change value to which p regersbad_print(p);   //compile-time error*p=18;    //Ok

这一方案使得auto_ptr变得安全些。很多接口在需要内部拷贝时，都通过constant reference 获得原值。事实上，C++ STL的所有容器都如此，大致像这样：

template <class T>void container::insert(const T& value){     .....     x=value;     .....}

其实，在这里关键字const 并非意味着你不能更改auto_ptr所拥有的对象，而是说明你不能更改auto_ptr的拥有者。例如：

std:auto_ptr<int> f()
{
    const std::auto_ptr<int> p(new int);  //no ownership transfer possible
    std::auto_ptr<int> q(new int);        //ownership transfer possible
    
    *p=42;    //OK, change value to which p refers
    bad_print(p);   //compile time error
    *p=*q;      //OK, change value to which p refers
    p=q;   //compile time error
    return p;
}

如果使用const auto_ptr作为参数，对新对象的任何赋值都将导致编译器错误。就常数特性而言，const auto_ptr比较类似常数指针(T* const p),而非指向常数的指针(const T* p)---------尽管其语法上看上去比较向后者。

参考：The C++ Standard Library (A Tutorial and Reference)

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