• 智能指针——C++实现


    实现 smart_ptr   

           智能指针会自动地管理内存(释放不需要的内存),而不需要程序员去操心。 它能避免迷途指针(dangling pointers),内存泄漏(memory leaks), 分配失败等情况的发生。智能指针需要为所有实例维护一个引用计数, 这样才能在恰当的时刻(引用计数为0时)将内存释放。

    Tips:多个指针都指向同一块内存(存储 引用计数) 以实现同步引用计数,so,引用计数要用指针

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    #include <iostream>
    #include <cstdlib>
    using namespace std;
      
    template <typename T>
    class SmartPointer{
    public:
        SmartPointer(T* ptr){
            ref = ptr;
            ref_count = (unsigned*)malloc(sizeof(unsigned));
            *ref_count = 1;
        }
      
        SmartPointer(SmartPointer<T> &sptr){
            ref = sptr.ref;
            ref_count = sptr.ref_count;
            ++*ref_count;
        }
      
        SmartPointer<T>& operator=(SmartPointer<T> &sptr){
            if (this != &sptr) {
                if (--*ref_count == 0){
                    clear();
                    cout<<"operator= clear"<<endl;
                }
      
                ref = sptr.ref;
                ref_count = sptr.ref_count;
                ++*ref_count;
            }
            return *this;
        }
      
        ~SmartPointer(){
            if (--*ref_count == 0){
                clear();
                cout<<"destructor clear"<<endl;
            }
        }
      
        T getValue() { return *ref; }
      
    private:
        void clear(){
            delete ref;
            free(ref_count);
            ref = NULL; // 避免它成为迷途指针
            ref_count = NULL;
        }
      
    protected:
        T *ref;
        unsigned *ref_count;
    };
      
    int main(){
        int *ip1 = new int();
        *ip1 = 11111;
        int *ip2 = new int();
        *ip2 = 22222;
        SmartPointer<int> sp1(ip1), sp2(ip2);
        SmartPointer<int> spa = sp1;
        sp2 = spa; // 注释掉它将得到不同输出
        return 0;
    }

    上述代码有一点值得注意一下,《Cracking the Coding Interview》 4th Edition 在赋值函数中, 并没有检查原指针的引用计数是否已经减为0,然后去释放原指针所指向的内存。 也就是原书的代码有可能导致内存泄漏。正确的做法应该是在把指针指向新的地址前, 将原来指向的引用计数减1,如果为0,说明这个指针在指向新的地址后, 原来指向的内存将不再有指针指向它。那么我们就要把它释放, 否则内存就会在你眼皮底下泄漏的哦。CTCI 5th Edition已修正该bug~

    上述代码main函数中,sp2 = spa这一句如果注释掉,我们得到的输出是:

    destructor clear
    destructor clear

    说明内存的清理都是在main函数退出调用析构函数时。如果我们没有注释掉那行代码, 输出是:

    operator= clear
    destructor clear

    说明当sp2指向新的内存后,原来的内存由于没有指针指向它而被释放掉。 另一块内存则是在main函数退出时释放的。

    如果像CTCI书上所写,当sp2 = spa这一句没有注释掉时,输出是:

    destructor clear

    也就是只释放了一块内存(ip1指向的内存),另一块由于没有指针指向它, 而又不及时清理,结果泄漏了。

    Reference:

    作者:Hawstein
    出处:http://hawstein.com/posts/13.9.html
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