C++中的资源管理(智能指针)
来源:互联网 发布:淘宝充气泵怎么试用? 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 00:20
C++中最重要, 也最令人头疼的事情之一就是资源管理。原则上,每次在堆区用关键字new申请一块内存,必须对应一个delete来释放它。对应一般的小程序,通过细心地写代码,很容易做到。但当程序变大、变复杂的时候,仅仅依靠谨慎的编写程序也是很难做到的。考虑以下几种情况:
1. 用new申请资源与用delete释放资源之间的跨度比较大,很容易在做完中间一系列的任务后忘记最初曾申请过资源,导致未释放它。
2. 一个资源被多个变量引用,这样每个引用结束后当然不能及时的释放,因为此时并不知道其他地方是否还在引用这个它。这样也容易导致在最后一个引用后依然没释放资源。
3. 对一个资源的引用存在多个分支,因此要保证每个分支结束的地方对资源进行释放。这样一方面代码变得不够简洁,更重要的是在以后的维护阶段,每当有人想添加一个新分支时,可能全然不知这里存在一个分配的资源,于是造成内存的泄漏。
4. 可能你真的做到了用delete来释放资源,但在new 和delete之间的程序一旦有异常抛出,将不再按正常的顺序往下执行,这样依然会导致内存的泄漏。
因此我们需要一些更加高效、可靠的办法,来对资源进行管理。
比较流行的方法是用对象来管理资源。即一个对象中包含一个指针,对应我们申请的资源。但我们不直接操作指针,而是通过对象来间接的操作它。当对象超出作用域时,其析构函数通过调用delete来释放资源,这样我们将不用操心用完资源后释放的问题。这种方法最简单的模型如下:
这样当我们要创建一个int型的指针时,可以这样:
用完之后不需要进行delete,因为对象p析构时将会自动释放。
创建对象时,先申请我们需要的资源,作为参数传递给对象的构造函数来初始化对象。这种技术在C++中叫“资源获得即初始化”(RAII,Resource Acquisition Is Initialization)。当然,为了更方便地操作指针,我们还需要定义一些成员来引用它,比如重载 *和->操作符。
这种方法很容易解决了资源释放的问题,但是设想一下,当一个对象被复制了会怎么样?
此时多个对象同时指向了同一个资源,只要有一个对象被析构,该资源即同时被释放。这样其他对象将包含一个指向非法区域的指针!显然,这种情况是绝对不允许的。
针对这个问题,有几种解决办法:
第一种即在对象被复制时,显式地将原对象中的指针设为NULL,把新对象的指针指向该资源。换句话说,该资源的控制权由原对象转移到新复制的对象身上,现在只有新对象可以操作该资源。有了这种硬性的规定,就不必担心再次引用被释放的资源的问题了。此时我们需要添加两个成员(复制构造函数和重载=操作符)来控制复制操作,如下:
C++标准库中,与些相对应的是auto_ptr,用法与上面一致。
另一种解决方法,即对资源的引用进行计数。每当对象被复制时,引用计数加1。一个对象被析构时,计数减1。当计数减为0时,再释放资源。这样就保证了对象复制后,不同的对象可以放心的使用资源,而不必担心资源被其他对象提前释放的问题了。这种技术被称为“智能指针”(Smart Pointer)。为了实现引用计数,我们可以添加一个辅助类,对资源进行封装并计数,如下:
智能指针的实现如下:
对象的创建依然遵从RAII,初次创建的对象,引用为1。所有复制的对象共享一个辅助类对象的指针。复制构造函数中,资源引用加1。析构对象时,先判断引用是否变成0,是则释放资源,否则保留。比较特殊的是重载=操作符,先对外面对象资源的引用加1,再自减自身资源的引用并判断是否为0,是则释放自身资源,否则不释放。最后重新指向新的资源。这样也就同时实现了自我赋值的情况。
在boost库中,与此对应的是shared_ptr。
有了引用计数的智能指针,我们就可以放心使用、复制了。更重要的是我们可以在容器中存在它们,因为容器的中元素都是复制的版本,像auto_ptr是不能放入容器的。
总结:
安全起见,我们应该尽可能地多使用RAII对象,而不是直接分配、操作资源,这样可以在很大程度上减少内存泄漏的发生。C++标准库中的auto_ptr和boost库的shared_ptr,分别是RAII的两种不同的类型。后者支持复制,适用于大多数情况。前者对象的复制本质上是资源控制权的转移,复制后原对象的资源指针为NULL,不能再对资源进行引用。应该根据不同的情况合理地选择这两种类型。
转载自:http://blog.csdn.net/bonchoix/article/details/8044560
- C++中的资源管理(智能指针)
- C ++中的智能指针
- 【C++】C++避坑经验谈:资源管理类、智能指针
- C++中的资源管理(一):构造自己的auto_ptr与shared_ptr智能指针
- 条款13-15(资源管理,其实就是讲的智能指针)
- (未完)【C/C++】C++智能指针
- C++:浅谈c++资源管理以及对[STL]智能指针auto_ptr源码分析,左值与右值
- C/C++: stl 和 boost 中的智能指针
- c++11 利用智能指针实现自动资源管理
- 对象资源管理及智能指针的简单用法
- 【推荐】C++中的健壮指针和资源管理
- C++中的健壮指针和资源管理(1)
- C++中的健壮指针和资源管理(2)
- C++中的健壮指针和资源管理(3)
- C++中的健壮指针和资源管理
- C++中的健壮指针和资源管理
- C++中的智能指针(smart pointer)
- C++中的智能指针(模板)
- java虚拟机内存分配之新生代与老年代GC
- 软件设计之业务逻辑层设计
- Angular2 快速入门 之 环境搭建
- Mac中的Homebrew工具
- kafka监控-KafkaOffsetMonitor
- C++中的资源管理(智能指针)
- 关于Editext弹出键盘的右下角样式简单使用
- 做一个渐变背景的图片
- 图片加载失败处理
- (译)WebRTC实战: STUN, TURN, Signaling
- redis初识
- Java之美[从蛮荒到撬动地球]之设计模式二
- July 15th 模拟赛C T1 游泳池 Solution
- jquery 循环获取选中checkBox框的值