unique_ptr、weak_ptr与shared_ptr的主要区别

使用C++11引入的智能指针的新特性来开发程序,我们使用最多的应该就是shared_ptr,而unique_ptr与weak_ptr多数人用得比较少。那么他们有哪些主要的区别,使用场合有什么不同呢?

unique_ptr、shared_ptr与weak_ptr等智能指针(smart pointer),都定义在<memory>中。

可以对动态资源进行管理,保证任何情况下,已构造的对象最终会销毁,即它的析构函数最终会被调用。

unique_ptr

unique_ptr持有对对象的独有权,同一时刻只能有一个unique_ptr指向给定对象(通过禁止拷贝语义、只有移动语义来实现)。

unique_ptr指针本身的生命周期:从unique_ptr指针创建时开始,直到离开作用域。

离开作用域时,若其指向对象,则将其所指对象销毁(默认使用delete操作符,用户可指定其他操作)。

shared_ptr

shared_ptr允许多个该智能指针共享第“拥有”同一堆分配对象的内存,这通过引用计数(reference counting)实现,会记录有多少个shared_ptr共同指向一个对象,一旦最后一个这样的指针被销毁,也就是一旦某个对象的引用计数变为0,这个对象会被自动删除。

weak_ptr

weak_ptr是为配合shared_ptr而引入的一种智能指针来协助shared_ptr工作,它可以从一个shared_ptr或另一个weak_ptr对象构造,它的构造和析构不会引起引用计数的增加或减少。没有重载 * 和 -> 但可以使用lock获得一个可用的shared_ptr对象

weak_ptr的使用更为复杂一点,它可以指向shared_ptr指针指向的对象内存,却并不拥有该内存,而使用weak_ptr成员lock,则可返回其指向内存的一个share_ptr对象,且在所指对象内存已经无效时,返回指针空值nullptr。

weak_ptr具有弱引用特性,不拥有对象,只有延迟到尝试调用Lock()时才会有可能临时拥有对象:

只是持有一个没有拥有权的被shared_ptr托管的对象.

只有调用lock()创建shared_ptr指针时才会引用实际对象.

在lock()成功时会延长shared_ptr对象的生命周期,因为它递增了一个引用计数.

在shared_ptr主指针结束后,如果std::weak_ptr的lock()成功的指针还存在,那么这时候还有lock()的代码调用,引用计数仍然递增.

经常用在解除循环引用问题.看以下例子如果Man和Woman各自包含一个std::shared_ptr,那么就会出现内存泄漏,因为Woman,Main的计数实际是2.Woman成员变量是必须是Woman的析构调用后才会调用,而Woman的析构必须是引用计数为0时才会调用,这导致成员变量Man一直没有析构.

例子1:std::shared_ptr 和 std::weak_ptr的用法以及引用计数的循环引用问题

用于在延迟使用主导权的场景, 比如线程A是重要,A完成之后B,C线程可做可不做.这时候B,C就可以使用weak_ptr指针来控制.

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注