Wie vereinfachen C++-Smartpointer die Speicherverwaltung?

C++-Smart-Pointer vereinfachen die dynamische Speicherverwaltung und verhindern Speicherlecks und baumelnde Zeiger. Zu den Haupttypen gehören: unique_ptr: ausschließlicher Besitz, Freigabe des Objekts nach Verlassen des Gültigkeitsbereichs. shared_ptr: Gemeinsamer Besitz, das Objekt wird freigegeben, nachdem alle Zeiger den Gültigkeitsbereich verlassen haben. schwacher_ptr: Kein Eigentum, baumelnde Zeiger verhindern. Beispiel: unique_ptr: Objekt freigeben, nachdem der Zeiger den Gültigkeitsbereich verlässt. shared_ptr: Mehrere Zeiger teilen sich den Besitz und geben das Objekt frei, nachdem sie den Gültigkeitsbereich verlassen haben. schwacher_ptr: Kein Eigentum, das Objekt kann nicht freigegeben werden. Praktischer Fall: Verwenden Sie shared_ptr, um Speicherverluste innerhalb von Funktionen zu verhindern.

C++ Smart Pointer: Speicherverwaltung vereinfachen

In C++ ist die dynamische Speicherverwaltung eine mühsame und fehleranfällige Aufgabe. Intelligente Zeiger sind leichtgewichtige Referenztypen, die diese Aufgabe vereinfachen und häufige Probleme wie Speicherverluste und baumelnde Zeiger verhindern.

Typen von intelligenten Zeigern

Die C++-Standardbibliothek bietet drei Haupttypen von intelligenten Zeigern:

• unique_ptr: zeigt auf ein Objekt mit einem eindeutigen Besitzer. Es verhindert, dass mehrere Kopien eines Objekts gleichzeitig vorhanden sind, und gibt das Objekt automatisch frei, wenn es den Gültigkeitsbereich verlässt.
• shared_ptr: Zeigt auf ein Objekt mit gemeinsamem Besitz. Dadurch können mehrere Zeiger auf dasselbe Objekt zeigen und das Objekt wird freigegeben, nachdem alle Zeiger den Gültigkeitsbereich verlassen haben.
• weak_ptr: Zeigt auf ein Objekt ohne Besitz. Es verhindert baumelnde Zeiger, gibt das Objekt selbst jedoch nicht frei.

Beispiel für die Verwendung von

unique_ptr: Beispiel für

int main() {
  unique_ptr<int> p(new int(5));
  *p = 10;
  // p 是 p 所指向对象的唯一所有者，超出此范围后，对象将被释放。
}

shared_ptr: Beispiel für

int main() {
  shared_ptr<int> p(new int(5));
  shared_ptr<int> q = p; // q 与 p 共享所有权
  *p = 10;
  // p 和 q 都指向相同对象，当 p 和 q 都超出范围后，对象将被释放。
}

weak_ptr:

int main() {
  weak_ptr<int> p;
  {
    // 作用域开始
    shared_ptr<int> q(new int(5));
    p = q; // p 现在指向 q 所指向的对象
    // 作用域结束
  }
  // 即使 shared_ptr q 已经超出范围，weak_ptr p 仍然指向对象，但由于没有所有权，无法释放它。
}

Praktischer Fall: Vorbeugen Speicherlecks

Im folgenden Beispiel verwenden wir shared_ptr, um es zu verhindern Speicherlecks:

void read_file(istream& input) {
  // 在堆上分配一个流对象
  ifstream* file_ptr = new ifstream(input.rdbuf());

  // 现在可以使用文件流对象
  // ...

  // 确保文件流在函数返回前被释放
  delete file_ptr;
}

Diese Funktion kann mit intelligenten Zeigern leicht umgeschrieben werden, um Speicherlecks zu verhindern:

void read_file(istream& input) {
  // shared_ptr 在函数返回时自动释放流对象
  shared_ptr<ifstream> file_ptr(new ifstream(input.rdbuf()));

  // 现在可以使用文件流对象
  // ...
}

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