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初探boost之smart_ptr库学习笔记

概述

 

Boost.smart_ptr库提供了六种智能指针,除了shared_ptr 和 weak_ptr 以外还包括 scoped_ptr 、scoped_array 、

shared_array 、intrusive_ptr 。他们的速度与原始指针相差无几,都是异常安全的,而且对于类型T也仅有一个要

求:类型T的析构函数不能抛出异常。

 

使用时包含头文件:

#include<boost/smart_ptr.hpp>

 

 

scoped_ptr

 

用法:

 

scoped_ptr 的构造函数接受一个类型为T* 的指针p,创建出一个scoped_ptr 类型对象,并在内部保存指针p。p必

是一个new表达式动态分配的结果,或是个空指针(nullptr)。当scoped_ptr对象的生命期结束时,析构函数会

使用delete操作符自动销毁所保存的指针对象,从而正确的回收资源。

 

scoped_ptr同时把拷贝构造函数和赋值操作符都声明为私有的,禁止对智能指针的复制操作,也保证了它管理的指针

不能被转让所有权。

 

scoped_ptr重载了* 和 ->操作符,可以当普通指针使用。除此之外没有重载别的运算符,因此不能对其使用++、 --

== 、 != 等运算符。

 

 

 

举例

 

#include<boost/smart_ptr.hpp>#include<iostream>using namespace std;using namespace boost;int main(){    scoped_ptr<string> sp(new string("hello world"));    cout<<*sp<<endl;    cout<<sp->size()<<endl;    return 0;}


 

 

 

 

 

scoped_array

 

用法:

 

构造函数接受的指针必须是 new [ ]的结果。

没有* 、 -> 操作符重载,提供 [ ]运算符,可以与普通数组一样用下标访问元素

 

 

 

举例:

 

#include<boost/smart_ptr.hpp>#include<iostream>using namespace std;using namespace boost;int main(){    scoped_array<int>  sp(new int[10]{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9});    for(int i=0;i<10;i++)        cout<<sp[i];    return 0;}

 

 


 

 

 

shared_ptr

 

用法

 

shared_ptr实现的是引用型的智能指针,可以被自由的拷贝和赋值。当引用计数为0时,它才会删除被包装的动态分

配的对象。shared_ptr也可以安全的放到标准容器中,是在STL容器中存储指针的最标准解法。

 

构造函数

 

<1>shared_ptr()  无参,创建一个持有空指针的shared_ptr

<2>shared_ptr(T *p)    获得指向T类型指针p的管理权,引用计数+1

<3>shared_ptr(shared_ptr const & r)  从另一个shared_ptr获得指针的管理权,引用计数+1

<4>shared_ptr(std::auto_ptr<Y> const & r)  从一个auto_ptr获得指针的管理权,引用计数+1,auto_ptr失去管理

<5>operator=  赋值操作符可以用另一个shared_ptr或auto_ptr获得指针的管理权,其行为同构造函数。

 

reset函数

 

将引用计数减一,停止对指针的管理,除非引用计数为0,否则不会发生删除操作。

带参数的reset函数,原指针引用计数减一同时改为管理另一个指针。

 

检查引用计数函数

 

unique( )     //唯一时返回true

use_count( ) //返回引用计数个数

注:use_count应该仅仅用于测试,它不提供高效率的操作。而unique()则是可靠的,而且比use_count()快。

 

其他运算符操作

 

shared_ptr还支持比较运算,比较基于内部保存的指针 a.get() == b.get()。

shared_ptr还可以使用<<输出内部指针的值。

shared_ptr还可以使用operator<比较大小,同样基于内部保存的指针,因此可以被用于标准关联容器。

 

 

类型转换

 

shared_ptr提供了static_pointer_cast<T>() 、const_pointer_cast<T>() 、dynamic_pointer_cast<T>()。

它们与标准类型转换操作类似,但是返回的类型是shared_ptr。

 

举例:

#include<boost/smart_ptr.hpp>#include<iostream>using namespace std;using namespace boost;int main(){    int *ip = new int(10);    boost::shared_ptr<int> sp(ip);    cout<<sp.use_count();    boost::shared_ptr<int> sp2(sp);    cout<<sp.use_count();    cout<<sp2.use_count();    sp2.reset();    cout<<sp.use_count();    cout<<sp.unique();    cout<<sp2.use_count();    return 0;}


输出:

122110

 

工厂函数

 

不仅消除了delete关键字,也消除了new关键字,显得对称。

 

举例:

 

#include<boost/smart_ptr.hpp>#include<iostream>using namespace std;using namespace boost;int main(){    boost::shared_ptr<int> sp = make_shared<int>(10);    cout<<sp.use_count()<<endl;    cout<<*sp<<endl;    return 0;}


输出:

1

10

 

 

应用于标准容器

 

一种方法将容器作为shared_ptr管理的对象,如shared_ptr<list<T> >。

另一种方法将shared_ptr作为容器的元素,如vector<shared_ptr<T> >,因为shared_ptr支持拷贝和比较操作。

 

举例:

 

#include <boost/make_shared.hpp>#include<boost/smart_ptr.hpp>#include<iostream>#include<vector>using namespace std;using namespace boost;int main(){    typedef vector<boost::shared_ptr<int> > vs;    vs v(10);    int i = 0;    for (vs::iterator pos = v.begin(); pos != v.end(); ++pos)    {        (*pos) = make_shared<int>(++i);        cout << *(*pos) << ", ";    }    cout << endl;    boost::shared_ptr<int> p = v[9];    *p = 100;    cout << *v[9] << endl;    return 0;}


 

 

 

 

shared_array

 

用法:

 

构造函数接受的指针必须是 new [ ]的结果。

没有* 、 -> 操作符重载,提供 [ ]运算符,可以与普通数组一样用下标访问元素

就像shared_ptr 和 scoped_array的结合

 

举例:

 

#include<boost/smart_ptr.hpp>#include<iostream>using namespace std;using namespace boost;int main(){    int *p = new int[100];    shared_array<int> sa(p);    sa[0] = 1;    cout<<sa[0];    return 0;}


 

 

 

weak_ptr

 

用法:

 

weak_ptr是为配合shared_ptr而引入的一种智能指针,它更像是shared_ptr的一个助手而不是智能指针,因为它不

具有普通指针的行为,没有重载*和->。它的最大作用在于协助shared_ptr工作,像旁观者观测资源的使用情况。

 

可以从一个shared_ptr或一个weak_ptr对象构造,获得资源的观测权。但weak_ptr没有共享资源,因此不用增加引

用计数的值,同样,在析构时也不会导致引用计数减少。

 

 

函数

 

use_count() 可以观测资源的引用计数。

expired()的功能等价于use_count==0,表示被观测的资源已经不存在。

lock()函数看从被观测的shared_ptr获得一个可用的shared_ptr对象,从而操作资源。但当expired()==true时,将

返回一个存储空指针的shared_ptr

 

 

举例:

 

#include<boost/smart_ptr.hpp>#include<iostream>using namespace std;using namespace boost;int main(){    boost::shared_ptr<int> sp(new int(10));    boost::weak_ptr<int> wp(sp);    cout<<sp.unique()<<endl;    if(!wp.expired())    {        boost::shared_ptr<int> sp2 = wp.lock();        *sp2 = 100;        cout<<sp2.use_count()<<endl;    }    cout<<sp.use_count()<<endl;    cout<<*sp<<endl;    return 0;}


 

 

 

 

 

intrusive_ptr

 

用法

 

intrusive_ptr是一个侵入式的引用计数型指针,可用于下面两种情形:

<1>对内存要求非常严格,必须与原始指针一样

<2>现存代码已经有了引用计数机制管理的对象