今天我们来学习C++中的一个独有的特性,智能指针。智能指针的作用非常的强大,它解决了C++语言关于指针部分内存泄漏的BUG。那么在此处,内存泄漏指的是什么呢?
-动态申请堆空间,用完后不归还
-C++语言中没有垃圾回收机制
-指针无法控制所有堆空间的生命周期
下面我们以一个程序的例子来说明,内存泄漏大概会发生什么情况:
#include <iostream>
#include <string>using namespace std;class Test
{int i;
public:Test(int i){cout << "Test(int i)" << endl;this->i = i;}int value(){return i;}~Test(){cout << "~Test()" << endl;}
};int main()
{for(int i = 0;i<5;i++){Test* p = new Test(i);cout << p->value() << endl;}return 0;
}
上面的程序运行结果为:
运行结果确实没有问题,但是仔细分析这个程序,我们就会发现,我们申请了堆空间之后,程序结束后,没有释放,也没有调用析构函数。我们这里只运行了五次循环,看不出内存的泄漏问题,如果是在大型程序中,出现这样的错误,长时间运行后,肯定会出现内存泄漏的问题。
那么我们就要来解决这个问题,我们的目标要求是什么呢?
*需要一个特殊的指针
*指针生命周期结束时主动释放堆空间
*一个堆空间只能由一个指针标识,这样可以防止多次释放指针,造成程序崩溃
*杜绝指针运算和指针比较
针对以上的要求,我们给出以下解决方案:
-重载指针操作符(->和*),让类对象可以像指针一样使用它们
-只能通过类的成员函数来重载指针操作符
-重载函数不能使用参数
-只能定义一个重载函数(这与不能使用参数是一个道理)
以上的解决方案,实际上就是我们需要的智能指针啦!!!
那么什么是智能指针呢?我们还是先来从程序来慢慢分析,慢慢理解智能指针的概念。
#include <iostream>
#include <string>using namespace std;class Test
{int i;
public:Test(int i){cout << "Test(int i)" << endl;this->i = i;}int value(){return i;}~Test(){cout << "~Test()" << endl;}
};class Pointer
{Test* mp;
public:Pointer(Test* p = NULL){mp = p;}Pointer(const Pointer& obj){mp = obj.mp;const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL; //只能有一个指针指向堆空间}Pointer& operator = (const Pointer& obj){if( this != &obj ){delete mp;mp = obj.mp;const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;}return *this;}Test* operator -> (){return mp;}Test& operator * (){return *mp;}bool isNull(){return (mp == NULL);}~Pointer(){delete mp;}
};int main()
{Pointer p1 = new Test(0);cout << p1->value() << endl;Pointer p2 = p1;cout << p1.isNull() << endl;cout << p2->value() << endl;return 0;
}
运行结果为:
由以上程序的运行结果以及程序的本身可以看出,智能指针真的很强大,我们不再需要像C语言中那么复杂的去操作指针,只需要在这里操作对象,就可以达到指针操作的目的。同时,在程序结束时,指针也自动的被释放,这样就避免了内存泄漏的问题。同时,我们的程序也不允许出现指针的(对象的)比较与运算,这样,就不会因为指针的运算导致出现野指针的情况了~~~
总结:
-指针特征操作符(->和*)可以被重载
-重载指针操作符可以是对象代替指针
-智能指针只能用于指向堆空间中的内存
-智能指针的最大意义在于最大限度的避免了内存泄漏的问题
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