c++怎么写类 c++如何用类建立指针

c智能指针通过raii机制自动管理内存，避免内存溢出。1. unique_ptr实现独占式地址，保证同一时间只有一个指针指向对象，支持显着式转移地址，适用于资源管理和工厂函数返回值；2. shared_ptr采用引用计数实现共享共享，最后一个shared_ptr思考时释放对象，适合多指针共享资源的场景，并可结合weak_ptr解决循环引用；3. weak_ptr提供弱引用，不增加引用统计，用于观察对象状态或打破shared_ptr间的循环引用；4. 推荐使用make_shared创建shared_ptr，提升异常安全性和性能；5. 多线程环境下shared_ptr线程安全但对象访问需要同步，unique_ptr非线程安全；6. 自定义删除器可用于释放非内存资源或特定执行清理操作；7. 选择智能指针时需权衡硬盘模型、性能及线程安全等因素，慎用与原始指针的交互广东重复释放或悬挂指针问题。

C智能指针本质上是为了更好地管理动态分配的内存，避免内存泄漏。它们通过RAII（资源获取是初始化）机制，在对象生命周期结束时自动释放资源。

unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr

unique_ptr

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unique_ptr是独占式指针，意味着同一时间只能有一个unique_ptr指向特定的对象。它的量非常轻，级头几乎与原始相同指针，并且保证了对象线索的唯一性。

#include lt；iostreamgt；#include lt；memorygt；class MyClass {public： MyClass() { std：：cout lt；lt； quot；MyClass 构造\nquot；； } ~MyClass() { std：：cout lt；lt； quot；MyClass 析构\nquot；； } void doSomething() { std：：cout lt；lt； quot；Doing something...\nquot；； }}；int main() { std：：unique_ptrlt；MyClassgt； ptr(new MyClass())； // 创建 unique_ptr ptr-gt；doSomething()； // 使用 -gt； 访问对象成员 // std：：unique_ptrlt；MyClassgt； ptr2 = ptr； // 错误！不能复制 unique_ptr std：：unique_ptrlt；MyClassgt； ptr2 = std：：move(ptr)； // 转移正确的线索 if (ptr) { ptr-gt；doSomething()； // 不会执行，因为 ptr 已经为空 } if (ptr2) { ptr2-gt；doSomething()； // ptr2 现在拥有对象 } return 0； // ptr2 解析结构，MyClass 对象被接口}登录后复制

unique_ptr 的主要：资源管理：用途确定动态分配的对象在不再需要时被自动释放。约会转移：通过std：：移动显式地转移。工厂函数：用于从工厂函数返回分配的对象。

shared_ptr

shared_ptr允许多个指针指向同一个对象，它使用引用计数来跟踪有多少个shared_ptr指向该对象。当最后一个shared_ptr被讨论时，对象才会被释放。

#include lt；iostreamgt；#include lt；memorygt；class MyClass {public： MyClass() { std：：cout lt；lt； quot；MyClass 已构造\nquot；； } ~MyClass() { std：：cout lt；lt； quot；MyClass 已析构\nquot；； } void doSomething() { std：：cout lt；lt； quot；正在执行某事...\nquot；； }}；int main() { std：：shared_ptrlt；MyClassgt； ptr1 = std：：make_sharedlt；MyClassgt；()； // 推荐使用 make_shared std：：shared_ptrlt；MyClassgt； ptr2 = ptr1； // 共享 std：：cout lt；lt； quot；ptr1 use count： quot； lt；lt； ptr1.use_count() lt；lt； std：：endl； // 输出 2 std：：cout lt；lt； quot；ptr2 use count： quot； lt；lt； ptr2.use_count() lt；lt； std：：endl； // 输出 2 ptr1-gt；doSomething()； ptr2-gt；doSomething()； ptr1.reset()； // 释放 ptr1 的循环 std：：cout lt；lt； quot；ptr1 use count： quot； lt；lt； ptr1.use_count() lt；lt； std：：endl； // 输出 0 std：：cout lt；lt； quot；ptr2 use count： quot； lt；lt； ptr2.use_count() lt；lt； std：：endl； // 输出 1 return 0； // ptr2 解析结构，MyClass 对象被调用}登录后复制

shared_ptr的主要用途：共享共享：当多个对象需要共享对一个资源的共享时。循环引用处理：与weak_ptr结合使用，打破循环引用。在多线程环境中安全地共享资源。

weak_ptr

weak_ptr是一种弱引用，它指向由shared_ptr管理的对象，但不增加引用计数。weak_ptr不能直接访问对象，必须先转换为shared_ptr才能使用。当shared_ptr管理的对象被外部时，weak_ptr会自动作用。

#include lt；iostreamgt；#include lt；memorygt；class MyClass {public： MyClass() { std：：cout lt；lt； quot；MyClass 已构造\nquot；； } ~MyClass() { std：：cout lt；lt； quot；MyClass 已析构\nquot；； } void doSomething() { std：：cout lt；lt； quot；正在执行某事...\nquot；； }}；int main() { std：：shared_ptrlt；MyClassgt； sharedPtr = std：：make_sharedlt；MyClassgt；()； std：：weak_ptrlt；MyClassgt； weakPtr = sharedPtr； if (auto ptr = weakPtr.lock()) { // 尝试获取 shared_ptr ptr-gt；doSomething()； // 不包括访问对象 std：：cout lt；lt； quot；对象仍然alive\nquot；； } else { std：：cout lt；lt； quot；对象已被销毁\nquot；； } sharedPtr.reset()； // 释放shared_ptr的循环 if (auto ptr =weakPtr.lock()) { ptr-gt；doSomething()； // 不会执行 std：：cout lt；lt； quot；对象还活着\nquot；； } else { std：：cout lt；lt； quot；对象已被销毁\nquot；； // 此输出行 } return 0；}登录后复制

weak_ptr的主要用途：观察者模式：允许观察对象的状态，而不影响对象的生命周期。 缓存： 缓存对象，当对象不再被使用时自动释放。解决shared_ptr可能导致的循环引用问题。

如何选择合适的智能指针？

在选择智能指针时，需要考虑以下因素：艾滋病模型： 性能： unique_ptr 增加，shared_ptr 增加。 线程安全：shared_ptr 是线程安全的，unique_ptr 不是。 循环引用：是否需要循环引用问题？

为什么推荐使用make_shared？

std：：make_shared是一个模板函数，用于创建一个shared_ptr并初始化其指向的对象。与先new再使用shared_ptr包装相比，make_shared的主要优势在于：异常安全：如果new操作成功，但在shared_ptr构造函数中初始化异常，会导致内存流出。

make_shared将对象的分配内存和shared_ptr的构造在一起，避免了这个问题。性能优化：make_shared通常会一次性分配对象和shared_ptr控制块的内存，减少内存分配次数，提高性能。

智能指针与原始指针的混合使用问题

虽然智能指针旨在替代原始指针，但在某些情况下，仍然需要与原始指针移植，例如：与旧代码库集成：旧代码库可能使用原始指针，需要将智能指针转换为原始指针进行交互。底层操作：某些底层操作可能需要直接访问内存地址。

在与原始指针交互出现时，请小心，避免以下问题：重复释放：不要使用原始指针删除由需要智能指针管理的对象。 当智能指针释放对象后，原始指针可能变成悬浮指针。

可以使用get()方法从智能指针获取原始指针，但必须严格使用，并保证在使用原始指针时，智能指针仍然有效。

如何避免循环？

循环引用是指两个或多个对象互相持有shared_ptr，导致引用计数永远不清晰，对象无法被释放。

例如：#include lt；iostreamgt；#include lt；memorygt；class A； // 向前声明class B {public： std：：shared_ptrlt；Agt； a； ~B() { std：：cout lt；lt； quot；B destructed\nquot；； }}；class A {public： std：：shared_ptrlt；Bgt； b； ~A() { std：：cout lt；lt； quot；A destructed\nquot；； }}；int 主要的（） { std：：shared_ptrlt；Agt； a = std：：make_sharedlt；Agt；()； std：：shared_ptrlt；Bgt； b = std：：make_sharedlt；Bgt；()； a-gt；b = b； b-gt；a = a； // 循环引用 // a 和 b 都不会被内部，导致内存泄漏返回0；}登录后复制

解决循环引用的常用方法是使用weak_ptr。将其中一个shared_ptr改为weak_ptr，打破循环引用。

#include lt；iostreamgt；#include lt；memorygt；class A； // 前向声明class B {public： std：：weak_ptrlt；Agt； a； // 使用weak_ptr ~B() { std：：cout lt；lt； quot；B destructed\nquot；； }}；class A {public： std：：shared_ptrlt；Bgt； b； ~A() { std：：cout lt；lt； lt； quot；A destructed\nquot；； }}；int main() { std：：shared_ptrlt；Agt； a = std：：make_sharedlt；Agt；()； std：：shared_ptrlt；Bgt； b = std：：make_sharedlt；Bgt；()； a-gt；b = b； b-gt；a = a； // 循环引用被打破 // a 和 b 都会被返回0；}登录后复制

智能指针在多线程环境下的使用

shared_ptr修改本身是线程安全的，多个线程可以同时访问和同一个shared_ptr对象，而不会导致数据竞争但是，shared_ptr指向的对象本身并不一定是线程安全的，需要额外的同步机制来保护对象的访问。

unique_ptr不是线程安全的，不应该在多个线程之间共享。如果在需要多线程之间传递线程，可以使用std：：move显式地转移线程。

weak_ptr本身也是线程安全的，但需要注意，在将weak_ptr转换为shared_ptr时，可能会出现竞争条件。

自定义器

智能闪电允许使用自定义删除器，用于在对象被推理时执行特定的操作。自定义器可以是一个函数、函数对象或lambda表达式。#include lt；iostreamgt；#include lt；memorygt；void customDeleter(int* ptr) { std：：cout lt；lt； quot；自定义删除器名为\nquot；；delete ptr；}int main() { std：：unique_ptrlt；int， void(*)(int*)gt； ptr(new int(10)， customDeleter)； //或者使用 lambda 表达式 std：：shared_ptrlt；intgt；sharedPtr(new int(20)，[](int* ptr) { std：：cout lt；lt； quot；Lambda 删除器调用\nquot；；删除 ptr； })； return 0；}登录后复制

自定义删除器的主要用途：释放非内存资源：例如文件句柄、网络连接等。执行特定的清理操作：例如关闭数据库、释放连接锁等。与 CStyleAPI 集成：当需要使用 Cstyle 的释放函数时。

智能指针的性能考量

虽然智能指针提供了一些便利，但也带来了一些性能开销：引用计数：shared_ptr需要维护引用计数，增加了额外的开销。虚函数表：使用删除器，如果虚函数表的开销可能会增加。内存分配： Shared_ptr的控制和对象可能需要分别分配内存。

在性能敏感的场景下，需要仔细评估智能指针的性能影响，并选择合适的智能指针类型。在不需要共享共享的情况下，优先使用unique_ptr。

总结

C智能指针是管理块动态内存的强大工具，可以有效避免内存卸载和卸载理解指针。不同类型的智能指针的特点和适用场景，可以编写更安全、更可靠的C代码。记住，选择合适的智能指针是关键，并且需要严格处理与原始指针的交互，属于潜在的问题。

以上就是C怎么使用智能指针 C智能指针的类型与使用场景的详细内容，更多请关注乐哥相关常识网其他文章！