智能指針(shared_ptr,unique_ptr)和動態分配的數組

一，內存

靜態內存，棧內存，堆內存

①靜態內存

存儲局部static對象和類的static對象以及定義在任何函數之外的變量

②棧內存

棧內存用於保存定義在函數體內非static對象。

③堆內存

運行需要創建時，才申請的內存空間，只有當程序結束時，才回收，也就是說我們如果不需要這個對象時，我們必須手動釋放這塊內存空間，否則造成內存泄漏

④智能指針

①智能指針可以在我們不需要動態申請的內存時，自動把這些內存歸還給系統，防止了內存泄漏，
而且我們通常會忘記delete動態申請的內存,
②當智能指針超出器范圍時，就會自動析構，比如在代碼塊中定義的智能指針，程序執行到代碼塊之外就會自動析構智能指針

二，shared_ptr

shared_ptr允許多個指針同時指向同一個對象，默認初始化方式就是置為nullptr，使用前必須檢查他是否是nullptr

if(p && p->member_fun())
{
	// code
}

①聲明，初始化 (假設指針指向的對象類為T)

最安全的分配和使用動態對象的方式是調用make_shared(args_list…)函數
shared_ptr p = make_shard(args…)//相當於調用T對象的構造函數，args是其構造函數的參列 表,（如果僅聲明就是調用默認構造器，直接置為nullptr）
注意：如果shared_ptr對象的創建不可以用“=”直接賦值！！！，因為shared_ptr的構造器是explicit修飾的，指針不可以通過=直接轉換為智能指針對象！！！，

初始化的一些常見問題

shared_ptr<int>  p1 = new int(1024);錯誤，因為shared_ptr的單參數構造器有explicit修飾，不能從內置類型直接轉換成為對象！！，所以此行編譯報錯！！
shared_ptr<int> p1(new int(1024));正確，調用了單參數構造器進行初始化，傳入了指針初始化

 

shared_ptr<int> f(int n)
{
  return new int(n);同一個錯誤原因，explicit修飾了shared_ptr的構造器，無法從內置類型直接變成對象
}

②shared_ptr的拷貝和賦值，計數器

計數器遞增的三種情況：
①用shared_ptr指針給同類的指針賦值，初始化
②作為函數實參傳入函數
③作為函數返回值
計數器遞減：
①指針指向了另外一種對象（可能是T的子類），也就是發生在智能指針的賦值之間
②智能指針被銷毀了，例如智能指針作為棧變量，出了代碼塊之后就被銷毀了
特別的：當引用計數器為0時，自動釋放智能指針指向的內存空間
也就是說當只有一個智能指針指向這塊內存時，p被銷毀，就會自動釋放p指向的內存

③shared_ptr的使用：

設計一個類叫Obj，Obj的一個成員就是shared_ptr指針，然后創建多個Obj的實例，初始化的時候就
把需要共享的對象傳進去，讓shared_ptr指向同一個共享對象，就實現了共享，當沒有對象的shared_ptr
指向這個共享對象時，智能指針將自動釋放動態的共享對象的內存並銷毀它。

④智能指針的陷阱

	Ⅰ不使用相同的內置指針初始化或者reset多個智能指針，最好是用智能指針初始化智能指針
	Ⅱ不delete get()返回的指針
	Ⅲ不用get()初始化或reset另一個智能指針
	Ⅳ使用get返回的指針，當唯一一個指向動態對象的智能指針銷毀后，get指針也是失效了
	Ⅴ當你使用智能指針管理的資源不是new分配時，記得傳遞一個刪除器給智能指針

三，unique_ptr

unique_ptr則是獨占這個對象，只能有一個指針指向這個對象

四，動態分配的數組

注：使用new分配的數組，只是返回了一個數組元素類型的指針，並沒有得到一個數組對象，
所以我們不可以對動態數組使用begin和end，以及范圍for

unique_ptr,shared_ptr和數組

①unique_ptr沒有重載operator*()所以，要使用unique_ptr指向的數組的話，就只能使用operator[]來
訪問數組元素了，
如圖：

#include <iostream>
#include<memory>
using namespace std;

int main()
{
//    shared_ptr<int[]> ps(new int[1000]);由於默認是delete，所以禁止new [] 
    unique_ptr<int[]> ps(new int[99]);
    for(int i = 0 ; i < 10 ; i++)
        ps[i] = 10 - i;用operator[]訪問數組元素，同時也沒有operator*和operator++等
    for(int i = 0 ; i < 10 ; i++)
        cout << ps[i] << endl;
    return 0;
}

五，總結的一些警告

new與new[]

①不要讓auto_ptr和shared_ptr指向new[]申請的動態內存（除非為智能指針定義一個刪除器）
原因：auto_ptr 和 shared_ptr 的默認釋放內存方式是delete，如果動態對象是以new[] 形式創建的，比如數組，
就不要使用auto_ptr和shared_ptr，否則就會導致以delete形式去釋放new[]申請的內存
一句話概括就是auto_ptr和shared_ptr只能指向new（除非為智能指針定義一個刪除器）
② unique_ptr可以指向 new和new[] 申請的動態內存