C++中的auto_ptr智能指針的作用及使用方法詳解

更新時間：2016年07月12日 12:00:11 作者：2010120422

這篇文章主要介紹了C++中的auto_ptr智能指針的作用及使用方法詳解的相關資料,非常不錯，具有參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

智能指針(auto_ptr) 這個名字聽起來很酷是不是？其實auto_ptr 只是C++標準庫提供的一個類模板，它與傳統(tǒng)的new/delete控制內存相比有一定優(yōu)勢，但也有其局限。本文總結的8個問題足以涵蓋auto_ptr的大部分內容。

auto_ptr是什么？

auto_ptr 是C++標準庫提供的類模板，auto_ptr對象通過初始化指向由new創(chuàng)建的動態(tài)內存，它是這塊內存的擁有者，一塊內存不能同時被分給兩個擁有者。當auto_ptr對象生命周期結束時，其析構函數(shù)會將auto_ptr對象擁有的動態(tài)內存自動釋放。即使發(fā)生異常，通過異常的棧展開過程也能將動態(tài)內存釋放。auto_ptr不支持new 數(shù)組。

該類型在頭文件memory中，在程序的開通通過 #include<memory> 導入，接下來講解該智能指針的作用和使用。

使用方法：

　　auto_ptr<type> ptr(new type()); 這是該指針的定義形式，其中 type 是指針指向的類型，ptr 是該指針的名稱。

　　比如該type 是int，具體定義如下：

　　auto_ptr<int> ptr(new int(4));

　　比如該type 是map<int,vector<int> >，具體定義如下：

　　auto_ptr<map<int,vector<int> > > ptr(new map<int,vector<int> > ());

　　當然可以先定義，后賦值，如下所示：

　　auto_ptr<map<int,int> > ptr;
　　ptr = auto_ptr<map<int,int> >(new map<int,int> ());

作用1：保證一個對象在某個時間只能被一個該種類型的智能指針所指向，就是通常所說的對象所有權。

作用2：對指向的對象自動釋放的作用，詳情看如下代碼。

代碼片段一：

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <map>
#include <ctime>
#include <vector>
using namespace std;#define MAXN 20000000
class test_ptr
{
public:
map<int,int> *p;
test_ptr()
{
p = new map<int,int>();
for(int i = 0;i<MAXN;i++)
p->insert(make_pair(i,i));
}
};
int main(int argc,char *argv[])
{
for(int i = 0;i<100;i++)
{
Sleep(1000);
cout << i << endl; // 輸出 創(chuàng)建次數(shù)
test_ptr * tmp = new test_ptr();
}
system("pause");
return 0;
}

在某些情況下，可能我們就會寫出上面的代碼來，通過運行會發(fā)現(xiàn)存在內存溢出。對于一些經驗老道的程序員可能會作如下改寫：

代碼片段二：

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <map>
#include <ctime>
#include <vector>
using namespace std;
#define MAXN 20000000
class test_ptr
{
public:
map<int,int> *p;
test_ptr()
{
//p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());
p = new map<int,int>();
for(int i = 0;i<MAXN;i++)
p->insert(make_pair(i,i));
}
~test_ptr()
{
delete p;
}
};
int main(int argc,char *argv[])
{
for(int i = 0;i<100;i++)
{
Sleep(1000);
cout << i << endl; 
test_ptr * tmp = new test_ptr();
}
system("pause");
return 0;
}

在test_ptr 類中的析構函數(shù)中添加內存釋放代碼，但是在main函數(shù)中，定義的局部指針，當局部指針失效時并不會自動調用析構函數(shù)，在這種情況下也會導致內存泄漏問題。當然，如果細心的程序員可以在 test_ptr * tmp = new test_ptr() 后面加上一句 delete tmp ,這樣也能夠釋放內存，不會出現(xiàn)內存泄漏問題。但是在某些情況下，很容易漏寫，為了解決此問題，auto_ptr 就能發(fā)揮作用了。

代碼片段三：

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <map>
#include <ctime>
#include <vector>
using namespace std;
#define MAXN 20000000
class test_ptr
{
public:
map<int,int> *p;
test_ptr()
{
p = new map<int,int>();
for(int i = 0;i<MAXN;i++)
p->insert(make_pair(i,i));
}
~test_ptr()
{
delete p;
}
};
int main(int argc,char *argv[])
{
for(int i = 0;i<100;i++)
{
Sleep(1000);
cout << i << endl; //輸出創(chuàng)建次數(shù)
auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());
}
system("pause");
return 0;
}

在main函數(shù)中，創(chuàng)建test_ptr類型指針時，該指針是auto_ptr 類型的智能指針，當智能指針失效時，會自動調用該類的析構函數(shù)。所以這種寫法可以不再顯示調用delete 語句了。但是該智能指針也只是保證調用類的析構函數(shù)，如果析構函數(shù)并沒有釋放類中聲明的變量，那該怎么辦。

代碼片段四：

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <map>
#include <ctime>
#include <vector>
using namespace std;
#define MAXN 20000000
class test_ptr
{
public:
//auto_ptr<map<int,int> > p;
map<int,int> *p;
test_ptr()
{
//p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());
p = new map<int,int>();
for(int i = 0;i<MAXN;i++)
p->insert(make_pair(i,i));
}
/*
~test_ptr()
{
delete p;
}
*/
};
int main(int argc,char *argv[])
{
for(int i = 0;i<100;i++)
{
Sleep(1000);
cout << i << endl; //輸出創(chuàng)建次數(shù)
auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());
}
system("pause");
return 0;
}

在這種情況下，還是會出現(xiàn)內存泄漏問題，為了解決該問題，對類中聲明的指針也是需要聲明為auto_ptr類型。

代碼片段五：

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <map>
#include <ctime>
#include <vector>
using namespace std;
#define MAXN 20000000
class test_ptr
{
public:
auto_ptr<map<int,int> > p;
test_ptr()
{
p = auto_ptr<map<int,int> > (new map<int,int>());
for(int i = 0;i<MAXN;i++)
p->insert(make_pair(i,i));
}
};
int main(int argc,char *argv[])
{
for(int i = 0;i<100;i++)
{
Sleep(1000);
cout << i << endl; //輸出創(chuàng)建次數(shù)
auto_ptr<test_ptr> tmp = auto_ptr<test_ptr> (new test_ptr());
}
system("pause");
return 0;
}

這樣就不用顯示定義類的析構函數(shù)，不用在外部顯示調用delete函數(shù)，當然如果盡早調用delete函數(shù)也是可以的，盡早釋放內存也比該指針失效再釋放好一些，這些就是為了防止忘記調用。

通過如上分析：可以得出如下結論。

1 定義了智能指針，當智能指針失效時會自動調用類的析構函數(shù)。

2 在類中定義的智能指針，不必在析構函數(shù)中顯示的delete，當外部調用該類的析構函數(shù)時，會自動釋放該智能指針指向的對象，釋放內存。

3 如果類中定義的是智能指針，但是外部沒有觸發(fā)類中的析構函數(shù)調用，該智能指針指向的對象還是不能釋放。

auto_ptr 智能指針的bug

auto_ptr 智能指針在c++ 11 標準中已經被拋棄，被拋棄的原因就是因為該bug。前面也提到過，一個對象只能被一個智能指針所引用，這樣就會導致一個賦值問題?？慈缦麓a

代碼片段六：

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <set>
using namespace std;
#define MAXN 20000000
void pri(auto_ptr<set<int> > p)
{
set<int>::iterator ite = p->begin();
for(;ite!=p->end();ite++)
{
cout << *ite << endl;
}
}
int main(int argc,char *argv[])
{
auto_ptr<set<int> > ptr(new set<int> ());
for(int i = 0;i< 3;i++)
{
int a;
cin >> a;
ptr->insert(a);
}
pri(ptr);
pri(ptr);
system("pause");
return 0;
}

初看這代碼沒什么問題，不過運行程序會崩潰。這就是該智能指針最大的bug, 在程序32行調用pri(ptr) ，程序到這并沒什么問題，但是第二次調用pri(ptr) 時程序就會崩潰。原因就是前面講過，一個對象智能被一個智能指針所指向，在第一次調用pri()函數(shù)時，為了保證這一原則，當把ptr指針傳入pri函數(shù)時，程序內部就把ptr置為空，所以到第二次調用時，就會出現(xiàn)崩潰的情況。對于這種情況的解決之道就是使用shared_ptr 指針（該指針的原理是通過引用計數(shù)器來實現(xiàn)的）。

如果要使用shared_ptr 智能指針，需要安裝boost庫，該庫還包括許多其他功能。有興趣的可以嘗試以下，該類中的智能指針還是比較好用。也不存在很多其他bug。

以上所述是小編給大家介紹的C++中的auto_ptr智能指針實例詳解，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網站的支持！

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