C++ 智慧指標如何簡化記憶體管理？

C++ 智慧指標簡化了動態記憶體管理，防止記憶體洩漏和懸空指標。主要類型包括：unique_ptr：獨佔所有權，超出範圍後釋放物件。 shared_ptr：共享所有權，所有指標超出範圍後釋放物件。 weak_ptr：無所有權，防止懸空指標。範例：unique_ptr：指標超出範圍後釋放物件。 shared_ptr：多指標共享所有權，超出範圍後釋放物件。 weak_ptr：無所有權，無法釋放物件。實戰案例：使用 shared_ptr 防止函數內的記憶體洩漏。

C++ 智慧指標：簡化記憶體管理

在 C++ 中，動態記憶體管理是一個繁瑣且容易出錯的任務。智慧指標是一種輕量級引用類型，它可以簡化此任務，並防止記憶體洩漏和懸空指標等常見問題。

智慧指標的型別

C++ 標準函式庫提供了三種主要的智慧型指標型別：

• unique_ptr：指向一個唯一所有者的對象。它防止同時擁有物件的多個副本，並在其超出範圍時自動釋放物件。
• shared_ptr：指向一個有共享所有權的物件。它允許多個指針指向相同對象，並在所有指針都超出範圍後釋放對象。
• weak_ptr：指向一個沒有所有權的物件。它可以防止懸空指針，但不會自行釋放物件。

使用範例

unique_ptr 的範例：

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 的範例：

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 的範例：

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。
}

實戰案例：防止記憶體洩漏

在下面的範例中，我們使用shared_ptr 防止記憶體洩漏：

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;
}

使用智慧型指標可以輕鬆重寫此函數，以防止記憶體洩漏：

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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