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C++ 智能指针—unique_ptr详解(一)

从C++11起,C++提供了unique_ptr作为独占管理指针对象的一类智能指针,根据RAII原则,它会自动释放对象。

先说构造函数及初始化方法,例如:

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <memory>
class X
{
public:
    X(){std::cout<<"X\n";}
    ~X(){std::cout<<"~X\n";}
		std::string data;
};
int main()
{
  //构造or初始化方法:
  //1.接管已有的指针
  {
    auto x=new X;
    std::unique_ptr<X>a(x);
  }
  //2.从New构造
  {
  	std::unique_ptr<X> a(new X);
  }
  //3.利用make_unique C++14开始
  {
    std::unique_ptr<X>a=std::make_unique<X>();
  }
}

这里从C++14开始,推荐使用make_unique;

除了直接构造,还有以下移动赋值方法:

//1.从已有的智能指针移动赋值
{
  std::unique_ptr<X>a=std::make_unique<X>();
  std::unique_ptr<X>b=std::move(a);
}
//2.从已有资源移动赋值
{
  auto a=new X;
  std::unique_ptr<X>b=std::move(a);
}

unique_ptr不支持复制赋值,其将复制语句删除了,以下代码会编译NG

{
  std::unique_ptr<X>a=std::make_unique<X>();
  auto b=a; //编译不过!
}

所以对于形参为unique_ptr<X>的函数,当调用它时,需要使用移动语义

void testFun(std::unique_ptr<X> a)
{
  return;
}
//当要调用时,需要使用std::move;
testFun(std::move(a));
//testFun(a);  直接使用编译出错  ;

除此之外,unique_ptr还支持为空,然后利用成员函数reset修改其管理的资源

std::unique_ptr<X> cc;
cc.reset(new X);

如果需要使用被管理的资源,用法与指针一样,采用* 和-> 符号,也可以用get函数

void fun(X &input)
{
}
auto a=std::make_unique<X>();
std::cout<<a->data<<std::endl;
func(*a);

//使用get
std::cout<<a.get()->data<<std::endl;
func(*a.get());

智能指针除了支持自动释放资源,还支持使用release手动释放:

a.release();

除此之外,作为资源智能管理器,为了可以管理除了内存以外的其它资源,unique_ptr还支持自定义资源释放函数例如:

void closeFile(std::FILE* fp)
{
	std::cout << "Close File.\n";
	std::fclose(fp);
}
std::unique_ptr<std::FILE, void(*)(std::FILE*) > fp(std::fopen("./data.txt", "w"),
		closeFile);
//当资源被成功打开时,会自动释放。


//也可以用类的方法实现自定义资源释放函数
class MyOperator
{
public:
	MyOperator() = default;
	~MyOperator() = default;

	void operator()(X* x) const {
		std::cout << "operator delete X\n";
		delete x;
	};
};
std::unique_ptr<X, MyOperator> xm(new X, MyOperator());
//这里还可以用引用的方式;
auto mop = MyOperator();
std::unique_ptr<X, MyOperator&> xm2(new X, mop);

unique_ptr还支持管理动态分配的对象数组:

std::unique_ptr<X[]> a(new X[3]);  //注意X[]不能写成具体变量或者值;

以上就是unique_ptr的主要用法,下次具体分析std::unique_ptr 的实现方法,以便结合RAII原则,运用到自己设计的类中,提升Source质量。

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