1. 智能指针是什么
智能指针是C++11引入的一种指针封装类型,用于自动管理动态分配的内存。智能指针的目的是解决传统裸指针带来的内存泄漏、悬挂指针等问题,并使代码更安全、更易读。
2. 智能指针有什么用
1.自动管理内存,避免内存泄漏和悬挂指针问题;
2.简化代码,减少异常处理和资源管理的复杂性;
3.提高代码可读性和可维护性;
4.帮助实现RAII(资源获取即初始化)原则,更好地管理资源。
3. 智能指针和普通指针区别
智能指针和普通指针的主要区别在于内存管理方式。普通指针(裸指针)直接使用内存地址,需要手动申请和释放内存,容易导致内存泄漏和悬挂指针等问题。而智能指针封装了内存地址,通过自动管理内存的方式避免了这些问题。
智能指针内部维护了一个引用计数器,当一个智能指针被创建或拷贝时,计数器加1;当一个智能指针被销毁或重置时,计数器减1。当计数器减至0时,智能指针会自动释放其所指向的内存。这种方式称为“所有权”(ownership)模型,智能指针具有其内存的所有权,避免了普通指针中的多个指针指向同一内存地址的情况。
另外,智能指针还提供了一些有用的成员函数,如reset()
、release()
等,可以更方便地进行内存管理。同时,智能指针的类型也不同,如std::unique_ptr
表示独占所有权的智能指针,std::shared_ptr
表示共享所有权的智能指针,std::weak_ptr
表示观察智能指针等。
4. QScopedPoint介绍
QScopedPointer类用于存储一个指向动态分配的对象的指针,并在对象销毁时自动删除它。
手动管理堆分配的对象是困难且容易出错的。常见的后果是代码内存泄漏,难以维护。QScopedPointer是一个小工具类,通过将基于堆栈的内存所有权分配给堆分配,一般称资源获取即初始化(RAII),从而大大简化了这一点。
QScopedPointer保证当当前作用域消失时,所指向的对象将被删除。
当使用QScopedPointer时,可以确保在函数退出时,所分配的对象会被自动删除,从而避免了内存泄漏。这使得代码更简洁、更安全,减少了内存泄漏和代码错误的风险。
比如:一般我们自行new在堆中创建对象时,需手动管理内存,如下:
void myFunction(bool useSubClass)
{
MyClass *p = useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass;
QIODevice *device = handsOverOwnership();
if (m_value > 3) {
delete p;
delete device;
return;
}
try {
process(device);
}
catch (...) {
delete p;
delete device;
throw;
}
delete p;
delete device;
}
如果改用智能指针,代码清晰易懂
void myFunction(bool useSubClass)
{
// assuming that MyClass has a virtual destructor
QScopedPointer<MyClass> p(useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass);
QScopedPointer<QIODevice> device(handsOverOwnership());
if (m_value > 3)
return;
process(device);
}
如果被const修饰,普通指针与智能指针的对比:
const QWidget *const p = new QWidget();
// 等同于
const QScopedPointer<const QWidget> p(new QWidget());
QWidget *const p = new QWidget();
// 等同于
const QScopedPointer<QWidget> p(new QWidget());
const QWidget *p = new QWidget();
// 等同于
QScopedPointer<const QWidget> p(new QWidget());
5. QScopedPoint用法
首先包含头文件
#include <QScopedPointer>
QScopedPointer<int> pInt(new int(99));
qDebug().noquote() << "*pInt :" << *pInt << *pInt.data(); // 99 99
使用很简单。
6. take()和data()方法区别
QScopedPointer
有两个重要的方法:take()
和 data()
。
- take() 方法:
-
take()
是一个成员函数,它允许你获取QScopedPointer
所指向的对象,并将QScopedPointer
设置为 null。这意味着一旦调用了take()
,QScopedPointer
将不再拥有该对象,并且不再负责其生命周期。 - 这个方法通常用于在多线程环境中安全地传递对象,或者在知道对象生命周期的情况下安全地获取对象。
- data() 方法:
-
data()
返回一个指向所持有对象的指针。这个方法主要用于访问或修改所指向的对象。 - 注意,尽管
data()
返回一个指针,但这个指针的生命周期依赖于QScopedPointer
的生命周期。如果QScopedPointer
被销毁,那么这个指针将变得无效。
使用注意事项:
- 使用
take()
时要特别小心,确保在take()
之后,不会意外地使用QScopedPointer
,因为这样可能会导致未定义的行为。 - 使用
data()
时,要确保在QScopedPointer
的生命周期内使用返回的指针,否则可能会导致悬挂指针或其他问题。
如下示例:
#include <QScopedPointer>
class MyClass {
public:
MyClass() {
// 初始化操作
}
~MyClass() {
// 清理操作
}
void show() {
// 显示对象内容
}
};
int main() {
QScopedPointer<MyClass> ptr(new MyClass); // 创建一个 MyClass 对象,QScopedPointer 管理其生命周期
// 使用 data() 方法访问对象
MyClass* rawPtr = ptr.data(); // 返回原始指针,QScopedPointer 仍然拥有这个对象
rawPtr->show(); // 显示对象内容
// 使用 take() 方法转移对象所有权
MyClass* takenPtr = ptr.take(); // take() 返回原始指针,QScopedPointer 不再拥有这个对象
takenPtr->show(); // 显示对象内容,然后释放 takenPtr,不调用 MyClass 的析构函数
return 0;
}