Wie funktionieren Smart -Zeiger (Unique_Ptr, Shared_Ptr, WACK_PTR) in C und wann sollte ich sie verwenden?

Wie funktionieren Smart -Zeiger (Unique_Ptr, Shared_Ptr, WACK_PTR) in C und wann sollte ich sie verwenden?

Intelligente Zeiger in C sind im Wesentlichen Klassen, die sich wie Zeiger verhalten, aber automatisch den Speicher verwalten, auf den sie verweisen. Sie helfen, Speicherlecks und baumelnde Zeiger zu verhindern, häufig Probleme mit Rohzeigern. Sie erreichen dies durch RAII (Ressourcenerfassung IS Initialisierung): Die Ressource (Speicher) wird erfasst, wenn der Smart -Zeiger erstellt und automatisch freigegeben wird, wenn der Smart -Zeiger aus dem Umfang ausgeht oder explizit gelöscht wird.

Es gibt drei Haupttypen intelligenter Zeiger in C:

• unique_ptr : Dies stellt ein exklusives Eigentum eines dynamisch zugewiesenen Objekts dar. Nur ein unique_ptr kann jederzeit auf ein bestimmtes Objekt verweisen. Wenn das unique_ptr aus dem Umfang ausgeht, wird das Objekt, auf das er verweist, automatisch gelöscht. Sie sollten unique_ptr verwenden, wenn Sie die alleinige Besitz einer Ressource benötigen und sicherstellen möchten, dass sie automatisch aufgeräumt wird. Es ist in der Regel die bevorzugte Wahl für die meisten Situationen, in denen Sie eine automatische Speicherverwaltung benötigen. unique_ptr lässt sich nicht kopieren und bewegt sich nur.
• shared_ptr : Dies ermöglicht das gemeinsame Eigentum eines dynamisch zugewiesenen Objekts. Mehrere shared_ptr -Objekte können auf dasselbe Objekt verweisen. Ein interner Referenzzähler verfolgt die Anzahl der shared_ptr , die auf das Objekt hinweisen. Wenn die Referenzzahl auf Null fällt, wird das Objekt automatisch gelöscht. Verwenden Sie shared_ptr , wenn mehrere Teile Ihres Codes auf dasselbe Objekt zugreifen und verwalten müssen.
• weak_ptr : Dies liefert einen nicht-Besitzverweis auf ein von einem shared_ptr verwaltetes Objekt. Es erhöht die Referenzzahl nicht. Mit einem weak_ptr kann man überprüfen, ob das Objekt noch vorhanden ist, bevor er versucht, darauf zuzugreifen, und verhindern potenzielle Probleme mit baumelnden Zeiger. Verwenden Sie weak_ptr , wenn Sie den Lebenszyklus eines von einem shared_ptr verwalteten Objekts beobachten müssen, ohne seine Lebensdauer zu beeinflussen. Sie müssen .lock() verwenden, um ein shared_ptr von einem weak_ptr zu erhalten. Dadurch wird ein shared_ptr zurückgegeben, wenn das Objekt noch existiert, oder ein leeres shared_ptr ansonsten.

Wann zu verwenden, welche:

• Verwenden Sie unique_ptr für einzelne Eigentümerszenarien und bieten die beste Leistung und Einfachheit.
• Verwenden Sie shared_ptr wenn mehrere Eigentümer erforderlich sind, aber achten Sie auf den Overhead der Referenzzählung.
• Verwenden Sie weak_ptr , um Objekte sicher zu beobachten, die von shared_ptr verwaltet werden, ohne ihre Lebensdauer zu beeinflussen.

Was sind die wichtigsten Unterschiede zwischen unique_ptr , shared_ptr und weak_ptr hinsichtlich des Eigentums und des Speichermanagements?

Der Kernunterschied liegt in ihrer Eigentümersemantik:

• unique_ptr : Exklusive Besitz. Nur ein unique_ptr kann jeweils auf ein bestimmtes Objekt verweisen. Das Objekt wird gelöscht, wenn der unique_ptr zerstört wird. Es ist keine Referenzzählung beteiligt. Das Eigentum kann mit std::move übertragen werden.
• shared_ptr : gemeinsamer Eigentum. Mehrere shared_ptr können auf dasselbe Objekt verweisen. Eine interne Referenzzahl verfolgt die Anzahl der shared_ptr s. Das Objekt wird gelöscht, wenn die Referenzzahl Null erreicht. Dies führt im Vergleich zu unique_ptr ein.
• weak_ptr : Nicht-Besitzer-Referenz. Ein weak_ptr beeinflusst nicht die Referenzzahl des Objekts, auf das er sich bezieht. Es wird verwendet, um zu überprüfen, ob das Objekt noch vor dem Versuch des Zugriffs vorhanden ist. Es bietet eine Möglichkeit, kreisförmige Abhängigkeiten zwischen shared_ptr s zu brechen.

In Bezug auf die Speicherverwaltung bietet unique_ptr den einfachsten Ansatz, während shared_ptr den Overhead bei der Aufrechterhaltung einer Referenzzahl umfasst. weak_ptr verwaltet nicht direkt den Speicher, verhindern, verhindern jedoch, dass Zeiger in Szenarien mit gemeinsamem Eigentum beteiligt sind.

Wie kann ich Speicherlecks und baumelnde Zeiger vermeiden, wenn ich in Smart Zeiger in C verwende?

Intelligente Zeiger verringern das Risiko von Speicherlecks und baumelnden Zeigern erheblich, aber eine sorgfältige Verwendung ist immer noch entscheidend:

• Vermeiden Sie Rohzeiger, wann immer möglich: Bevorzugen Sie intelligente Zeiger für die Verwaltung des dynamisch zugewiesenen Speichers.
• Richtige Verwendung von std::move : Verwenden Sie beim Übertragen von Eigentum an einem unique_ptr std::move um das Kopieren zu vermeiden und sicherzustellen, dass das ursprüngliche unique_ptr ordnungsgemäß zurückgesetzt wird.
• Sorgfältige Erkennung von Zyklus: Zirkuläre Abhängigkeiten zwischen shared_ptr S können zu Speicherlecks führen. Verwenden Sie weak_ptr , um diese Zyklen zu brechen. Wenn das Objekt A ein shared_ptr zu Objekt B hat und Objekt B einen shared_ptr zu Object A hat, wird keiner jemals gelöscht. Die Verwendung eines weak_ptr in einer dieser Beziehungen durchbricht den Zyklus.
• Ausnahmesicherheit: Stellen Sie sicher, dass die Ausnahmeregelung bei Ausnahmen während der Erstellung oder Manipulation von Objekten Lecks verhindern. Wenn eine Ausnahme auftritt, bevor ein intelligenter Zeiger erstellt wird, wird kein Leck erfolgen. Wenn eine Ausnahme auftritt, nachdem ein intelligenter Zeiger erstellt wurde, wird der Destruktor des Smart -Zeigers automatisch aufgeräumt.
• Richtige Initialisierung: Initialisieren Sie immer intelligente Zeiger und vermeiden Sie Nullzeiger, sofern sie nicht ausdrücklich beabsichtigt sind.

Was sind die Auswirkungen auf die Leistung der Verwendung verschiedener Arten von Smart -Zeigern in einer C -Anwendung?

Die Leistung von intelligenten Zeigern variiert je nach Typ und Verwendung:

• unique_ptr : hat im Allgemeinen den niedrigsten Overhead, da es keine Referenzzählung beinhaltet. Es ist die leistungsstärkste Option.
• shared_ptr : Aufgrund der Atominkrement- und Dekrement -Operationen in der Referenzzahl hat ein höherer Overhead. Dieser Overhead kann in leistungskritischen Codeabschnitten oder mit häufigen Änderungen an gemeinsamem Eigentum erheblich sein.
• weak_ptr : hat im Vergleich zu shared_ptr einen relativ niedrigen Overhead, da es keine Referenzzahl beibehält. Die Verwendung von .lock() zum Zugriff auf das verwaltete Objekt führt jedoch zu kleinen Leistungskosten ein.

Zusammenfassend: unique_ptr ist am effizientesten, gefolgt von weak_ptr und shared_ptr mit dem höchsten Overhead. Die Auswahl des intelligenten Zeigers sollte von Eigentumsanforderungen und Leistungsüberlegungen angetrieben werden. Wenn die Leistung von größter Bedeutung ist und einzelner Eigentum ausreichend ist, ist unique_ptr der klare Gewinner. Wenn das gemeinsame Eigentum erforderlich ist, müssen die Leistungskosten von shared_ptr sorgfältig gegen die Vorteile des gemeinsamen Eigentums bewertet werden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie funktionieren Smart -Zeiger (Unique_Ptr, Shared_Ptr, WACK_PTR) in C und wann sollte ich sie verwenden?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!