2.6 指针管理

C++语言课程 C++语言课程
第6章 指针管理
本章目标
-> 运算符的重载 实现灵巧指针 void* 空指针、内存泄露、游离指针、悬浮 空指针、内存泄露、游离指针、 指针 指针管理类：自动指针（auto_ptr） 指针管理类：自动指针（auto_ptr） 引用计数：智能指针(SmartPointer) 引用计数：智能指针(SmartPointer) 结对编程习惯的重要性以及注意事项
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解决造成悬浮指针引起系统崩溃的途径？ 解决造成悬浮指针引起系统崩溃的途径？
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重载定位new 和delete 重载定位
• 引用计数：智能指针(SmartPointer) 引用计数：智能指针(SmartPointer) • 智能指针的思想
跟简单指针具有相同的语义。
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Operator->重载 重载
Operator -> 当希望一个对象表现得象一个指针时， 当希望一个对象表现得象一个指针时，通常就用到了 operator->,由于这样的的一个对象比一般的指针 operator->,由于这样的的一个对象比一般的指针 有着更多与生俱来的灵巧性， 有着更多与生俱来的灵巧性，于是常被称作灵巧指 针
• 智能指针要解决的问题 • 关于实现引用计数结构的考虑？ 关于实现引用计数结构的考虑？ • 引用链表 • 同类型的赋值问题？ 同类型的赋值问题？ • 拥有权的考虑？ 拥有权的考虑？ • 类型转换策略问题？ 类型转换策略问题？
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13Biblioteka 总结• 关于boost的智能指针 关于boost的智能指针 boost
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pint_auto(new int(10)) pint_auto1(pint_auto.get());//error pint_auto1(pint_auto.release());//ok
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游离指针、 游离指针、悬浮指针
游离指针、 游离指针、悬浮指针 造成悬浮指针的操作情形： 造成悬浮指针的操作情形：
重载定位new 和delete 重载定位
• 结对编程习惯的重要性以及注意事项
世界上唯一不变的就是变化
什么是结对编程？ 什么是结对编程？
所有的产品代码都是由结对的程序员使用同一台电脑共同完成的。 所有的产品代码都是由结对的程序员使用同一台电脑共同完成的。结 对人员中的一位控制键盘并输入代码， 对人员中的一位控制键盘并输入代码，另一位观察输入的代码并寻 找着代码中的错误和可以改进的地方。两个人互换角色， 找着代码中的错误和可以改进的地方。两个人互换角色，轮流控制 键盘。 键盘。 1、利于知识的传播 加强团队的合作。 2、加强团队的合作。 3、减少代码缺陷 提高团队的开发效率。 4、提高团队的开发效率。 5、利于人员调配 集体所有权。责任无法落实。 6、集体所有权。责任无法落实。
1.
auto_ptr的缺陷： auto_ptr的缺陷： 的缺陷 对非new表达式分配对象无效。 new表达式分配对象无效 对非new表达式分配对象无效。 两个auto_ptr对象拥有同一对象的所有权。 auto_ptr对象拥有同一对象的所有权 两个auto_ptr对象拥有同一对象的所有权。
auto_ptr<int > auto_ptr<int> auto_ptr<int>
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对象创建
#include <cstdlib> #include <vector> #include <iostream> using namespace std; //容器装载的类 class Obj{ //容器装载的类 public: void f() const{ cout<<i++<<endl;} void g() const{cout <<j++<<endl;} private: static int i,j; }; // look here int Obj::i=47; int Obj::j=11; class ObjContainer{ vector<Obj*> v; public: void add(Obj* obj){v.push_back(obj);} class SmartPointer; friend class SmartPointer; SmartPointer begin() { return SmartPointer(*this); }
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灵巧指针
class SmartPointer { private: ObjContainer &oc; int index; public: SmartPointer(ObjContainer &objc):oc(objc) index=0; } bool operator++() { if (index>=oc.v.size()) return false; if (oc.v[++index]==0) return false; return true; } bool operator ++(int){ return operator++(); } Obj* operator ->()const{ return oc.v[index]; } };//end of smartpointer };//end of ObjContainer
auto_ptr是c++标准库提供的类模板，它可以帮助程序员自动管理用new auto_ptr是c++标准库提供的类模板，它可以帮助程序员自动管理用new 标准库提供的类模板 单个对象。 new表达式分配的数组不予以支持 表达式分配的数组不予以支持。 表达式动态分配的单个对象 表达式动态分配的单个对象。对new表达式分配的数组不予以支持。 使用auto_ptr auto_ptr前 要包含的头文件<memory> 使用auto_ptr前 要包含的头文件<memory> auto_ptr对象定义的形式 对象定义的形式： auto_ptr对象定义的形式： 标识符（ 表达式） auto_ptr<type_pointed_to> 标识符（new 表达式）; 标识符（同类型的另一个自动指针） auto_ptr<type_pointed_to> 标识符（同类型的另一个自动指针）; 标识符; auto_ptr<type_pointed_to> 标识符; 例如： 例如： auto_ptr<int> pint (new int(1024)); auto_ptr类背后的设计动机是支持与普通指针类型相同的语法 类背后的设计动机是支持与普通指针类型相同的语法， auto_ptr类背后的设计动机是支持与普通指针类型相同的语法，同时为 auto_ptr对象所指的对象的释放提供自动管理 对象所指的对象的释放提供自动管理。 auto_ptr对象所指的对象的释放提供自动管理。 造成悬浮指针的解决方式是：对管理对象的所有权的管理。 造成悬浮指针的解决方式是：对管理对象的所有权的管理。 1. 初始化时所有权的转移 2. 赋值之时所有权的的转移
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重载new 和delete 重载
自动指针（auto_ptr） 自动指针（auto_ptr）
get()成员的作用返回管理的对象。 get()成员的作用返回管理的对象。 成员的作用返回管理的对象 reset（） （）为自动指针赋值 2. reset（）为自动指针赋值 pauto_int.reset(new int(1024)); 不能采用的方式： 不能采用的方式： auto_ptr<int> pa; pa=new int(10);//error 3. assign() 为管理的对象重新赋值
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指针
空指针
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内存泄露
内存泄露 造成内存泄露的情形： 造成内存泄露的情形：
避免内存泄露的途径？ 避免内存泄露的途径？
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重载new 和delete 重载
自动指针（auto_ptr） 自动指针（auto_ptr）
pointers（智能指针）是存储“ smart pointers（智能指针）是存储“指向动态分配 在堆上）的对象的指针”的对象。 （在堆上）的对象的指针”的对象。他们的行为很像 的内建指针， C++ 的内建指针，只是它们可以在适当的时候自动删 除它们所指向的对象。 除它们所指向的对象。智能指针在面对异常时有非常 显著的作用， 显著的作用，它们可以确保动态分配对象的完全析构 它们还可以用于跟踪多主人共享的动态分配对象。 。它们还可以用于跟踪多主人共享的动态分配对象。 在概念上，智能指针可以看作拥有它所指向的对象， 在概念上，智能指针可以看作拥有它所指向的对象， 并因此在对象不再需要时负责将它删除。 并因此在对象不再需要时负责将它删除。
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scoped_ptr<boost/scoped_ptr.hpp>简单的单一对象 scoped_ptr<boost/scoped_ptr.hpp>简单的单一对象 <boost/scoped_ptr.hpp> 的唯一所有权。不可拷贝。 的唯一所有权。不可拷贝。 scoped_array<boost/scoped_array.hpp> <boost/scoped_array.hpp>简单的数组 scoped_array<boost/scoped_array.hpp>简单的数组 的唯一所有权。不可拷贝。 的唯一所有权。不可拷贝。 shared_ptr<boost/shared_ptr.hpp> <boost/shared_ptr.hpp>在多个指针间共 shared_ptr<boost/shared_ptr.hpp>在多个指针间共 享的对象所有权。 享的对象所有权。 shared_array<boost/shared_array.hpp> <boost/shared_array.hpp>在多个指针 shared_array<boost/shared_array.hpp>在多个指针 间共享的数组所有权。 间共享的数组所有权。 weak_ptr<boost/weak_ptr.hpp> <boost/weak_ptr.hpp>一个属于 weak_ptr<boost/weak_ptr.hpp>一个属于 shared_ptr 的对象的无所有权的观察者。 的对象的无所有权的观察者。 intrusive_ptr<boost/intrusive_ptr.hpp> <boost/intrusive_ptr.hpp>带有一个 intrusive_ptr<boost/intrusive_ptr.hpp>带有一个 侵入式引用计数的对象的共享所有权。 侵入式引用计数的对象的共享所有权。