cpp primer笔记090-动态内存

shared_ptr和unique_ptr都支持的操作，加上shared_ptr独有的操作

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每个shared_ptr都有一个关联的计数器，通常称其为引用计数，当调用了shared_ptr的构造函数时就会递增，当调用析构函数时就会递减，一旦一个shared_ptr的计数器为0的时候，它就会自动释放自己所管理的对象。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <array>
#include <vector>
#include <string>
#include <exception>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <deque>
#include <numeric>
#include <memory>
int main()
{
	std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(10);
	std::cout << ptr1.unique() << " " << ptr1.use_count() << std::endl;
	std::shared_ptr<int> ptr2 = std::make_shared<int>(10);
	std::cout << ptr1.unique() << " " << ptr1.use_count() << std::endl;
std::shared_ptr<int> ptr3(ptr1);
std::cout << ptr1.unique() << " " << ptr1.use_count() << std::endl;

}
cpp
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```

如果想让STL的容器产生类似于shared_ptr指针的效果，可以进行下面的操作:(如果一个shared_ptr指向的对象的引用次数为0，则该对象会被销毁)

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <array>
#include <vector>
#include <string>
#include <exception>
#include <algorithm>
#include <deque>
#include <numeric>
#include <memory>
#include <initializer_list>
#include <exception>
class StrBlob
{
public:
	typedef std::vector<std::string>::size_type size_type;
	StrBlob() :
		data(std::make_shared<std::vector<std::string>>()) {};
	StrBlob(std::initializer_list<std::string> il) :
		data(std::make_shared<std::vector<std::string>>(il)) {};
	StrBlob(std::vector<std::string> vec) :
		data(std::make_shared<std::vector<std::string>>(vec)) {};
	~StrBlob() = default;

	size_type size() const;
	void push_back(const std::string& t);
	void pop_back();
	std::string front() const;
	std::string back() const;
	auto cbegin() -> decltype(std::cbegin(std::vector<std::string>()));
	auto cend() -> decltype(std::cend(std::vector<std::string>()));
private:
	std::shared_ptr<std::vector<std::string>> data;
	void check(size_type i, const std::string& msg) const throw(const std::string&);
};
std::vector<std::string>::size_type StrBlob::size() const
{
	return data->size();
}

void StrBlob::push_back(const std::string& t)
{
	data->push_back(t);
}

void StrBlob::pop_back()
{
	data->pop_back();
}

std::string StrBlob::front() const
{
	check(0, "front on empty StrBlob");
	return data->front();
}

std::string StrBlob::back() const
{
	check(0, "back on empty StrBlob");
	return data->back();
}

void StrBlob::check(std::vector<std::string>::size_type i, const std::string& msg) const throw(const std::string&)
{
	if (i >= data->size())
	{
		throw std::out_of_range(msg);
	}
}

auto StrBlob::cbegin() -> decltype(std::cbegin(std::vector<std::string>()))
{
	return this->data->cbegin();
}

auto StrBlob::cend() -> decltype(std::cend(std::vector<std::string>()))
{
	return this->data->cend();
}

int main()
{
	StrBlob str1({ "123", "fsdf","zcxv" });
	StrBlob str2 = str1;
	str1.push_back("sdfsdfz");
	str1.~StrBlob();
	std::ostream_iterator<std::string> os(std::cout, " ");
	std::for_each(str2.cbegin(), str2.cend(), [&os](std::string val) { os = val; });
	return 0;
}

123 fsdf zcxv sdfsdfz

智能指针不允许进行内置指针到智能指针间的隐式转换，只能显示转换。下面是shared_ptr和new结合使用的各种函数

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <array>
#include <vector>
#include <string>
#include <exception>
#include <algorithm>
#include <deque>
#include <numeric>
#include <memory>
#include <initializer_list>
#include <exception>
std::shared_ptr<int> clone(int p)
{
	//return new int(p);不能隐式转换
	return std::shared_ptr<int>(new int(p));
}
int main()
{
	std::shared_ptr<int> ptr1;
	std::shared_ptr<double> ptr2(new double(42));//可以通过构造函数转换
	//std::shared_ptr<int> ptr3 = new int(1024);不能隐式转换
	return 0;
}

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![[Pasted image 20230923161047.png]]

不要混用普通指针和智能指针，尽量都是用智能指针，如果混用二者会产生以下未定义行为。智能指针相对于普通指针的区别有当函数使用智能指针的时候，如果抛出异常，则栈解退的时候会自动调用析构函数释放内存，而使用普通指针的时候则不会delete掉

void process(std::shared_ptr<int> ptr)
{
	;
}
int main()
{
	std::shared_ptr<int> p(new int(42));
	process(p);
	int i = *p;
	std::cout << i << std::endl;
	int* x(new int(1024));
	//process(x); 不能将int*显式转换为一个shared_ptr<int>()类型的指针
	process(std::shared_ptr<int>(x));//如果将x显式类型转换，则可能导致x的内存被释放
	int j = *x;//未定义行为:x是一个悬空指针！
	std::cout << j << std::endl;
	return 0;
}

42
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unique_ptr操作，一般情况下是不允许拷贝unique_ptr，但是如果从函数返回一个unique_ptr值或者返回一个局部对象拷贝的情况下是允许的。

![[Pasted image 20230923161112.png]]

	#include <vector>
	#include <string>
	#include <exception>
	#include <algorithm>
	#include <deque>
	#include <numeric>
	#include <memory>
	#include <initializer_list>
	#include <exception>
	std::unique_ptr<std::string> clone1(std::string str)
	{
		return std::unique_ptr<std::string>(new std::string(str));
	}
	std::unique_ptr<std::string> clone2(std::string str)
	{
		std::unique_ptr<std::string> ret(new std::string(str));
		return ret;
	}
	int main()
	{
		std::unique_ptr<std::string> ptr1(new std::string("sjkdfskdf"));
		std::unique_ptr<std::string> ptr2(ptr1.release());
		std::unique_ptr<std::string> ptr3(new std::string("kxcnsd"));
		std::cout << *ptr2 << std::endl;
		ptr2.reset(ptr3.release());
		std::cout << *ptr2 << std::endl;
		return 0;
	}

weak_ptr的一些操作:
由于分配的内存并不是一个数组类型，因此不能对动态数组调用begin和end函数，也不能用范围for语句来处理动态数组中的元素，我们所说的动态数组并不是数组类型
指向数组的unique_ptr支持一下操作，由于shared_ptr不支持通过[]访问的操作，因此需要使用get函数。

	#include <iostream>
	#include <fstream>
	#include <array>
	#include <vector>
	#include <string>
	#include <exception>
	#include <algorithm>
	#include <deque>
	#include <numeric>
	#include <memory>
	#include <initializer_list>
	#include <exception>
	int main()
	{
		std::unique_ptr<int[]> up(new int[10]);
		std::shared_ptr<int> sp(new int[10], [](int* p) {delete[] p; });
		for (size_t i = 0; i != 10; ++i)
		{
			up[i] = i;
			*(sp.get() + i) = 2 * i;
		}
		for (size_t i = 0; i < 10; ++i)
		{
			std::cout << up[i] << "/" << *(sp.get() + i) << " ";
		}
		return 0;
	}

allocate的使用:

	#include <iostream>
	#include <fstream>
	#include <array>
	#include <vector>
	#include <string>
	#include <exception>
	#include <algorithm>
	#include <deque>
	#include <numeric>
	#include <memory>
	#include <initializer_list>
	#include <exception>
	int main()
	{
		int n;
		std::allocator<std::string> alloc;//可以分配string内存的allocator对象
		std::cin >> n;
		auto const start = alloc.allocate(n);//分配十个内存，start是指向该内存开头的指针
		auto end = const_cast<decltype(alloc.allocate(n))>(start);//end即构造完成的内存的下一个位置
		alloc.construct(end++, 10, 'c');//构造一个含有10个c的字符串
		alloc.construct(end++, "sdfksd");//构造一个sdfksd的字符串
		for (auto it = start; it != end; ++it)
		{
			std::cout << *it << " ";//输出已经构造的空间的字符串
		}
		std::cout << std::endl;
		alloc.destroy(--end);//重置一个已经构造的空间，但是并不会销毁
		for (auto it = start; it != end; ++it)
		{
			std::cout << *it << " ";
		}
		alloc.deallocate(start, n);//销毁所有已分配的空间
		return 0;
	}

	5
	cccccccccc sdfksd
	cccccccccc

![[Pasted image 20230923171456.png]] 在这里插入图片描述

	#include <iostream>
	#include <fstream>
	#include <array>
	#include <vector>
	#include <string>
	#include <exception>
	#include <algorithm>
	#include <deque>
	#include <numeric>
	#include <memory>
	#include <initializer_list>
	#include <exception>
	int main()
	{
		std::allocator<int> a,b;
		auto beginPtrA = a.allocate(10);
		auto beginPtrB = b.allocate(10);
		std::uninitialized_fill_n(beginPtrA, 10, 5);
		for (size_t i = 0; i < 10; ++i)
		{
			std::cout << *(beginPtrA + i) << " ";
		}
		std::cout << std::endl;
		std::uninitialized_copy_n(beginPtrA, 10, beginPtrB);
		for (size_t i = 0; i < 10; ++i)
		{
			std::cout << *(beginPtrA + i) << " ";
		}
		return 0;
	}

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智能指针shared_ptr和unique_ptr重载删除器,都可以用普通函数，仿函数和未捕获任何类型的lambda表达式，但是unique需要传递一个函数指针

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
#include <deque>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>
void deleter(int* x)
{
    std::cout << "普通函数删除器" << std::endl;
    delete[] x;
}
class Deleter
{
public:
    void operator() (int* x) {
        std::cout << "仿函数删除器" << std::endl;
        delete[] x;
    }
};

int main() 
{
    std::shared_ptr<int> shPtr1(new int[5], deleter);
    std::shared_ptr<int> shPtr2(new int[2], std::function<void(int*)>(Deleter()));
    std::shared_ptr<int> shPtr3(new int[7], [](int* x) {
        std::cout << "lambda表达式删除器" << std::endl;
    delete[] x;
        });
    std::unique_ptr<int[], std::function<void(int*)>> unPtr1(new int[5], deleter);
    std::unique_ptr<int[], std::function<void(int*)>> unPtr2(new int[6], std::function<void(int*)>(Deleter()));
    std::unique_ptr<int[], std::function<void(int*)>> unPtr3(new int[7], [](int* x) {
        std::cout << "lambda表达式删除器" << std::endl;
    delete[] x;
        });
    return 0;
}