《白话C++》第9章 泛型,Page842~844 9.4.2 AutoPtr

源起:

C++编程中,最容易出的问题之一,就是内存泄露,而new一个对象,却忘了delete它,则是造成内存泄露的主要原因之一

例子一:

cpp 复制代码
void foo()
{
    XXXObject* xo = new XXXObject;
    if(!xo->DoSomething())//do something出错了
        return;//返回(可是,糟糕,忘了delete xo呢)

    try
    {
        xo->DoAnotherThing();
    }
    catch(...)//出异常了...
    {
        return false; //又忘了delete xo了。
    }
    
    delete xo;
    return;
}

函数最后是释放xo,可是在DoSomething和DoAnotherThing不成功后,忘了释放xo,直接return了。

例子二:

cpp 复制代码
XXXObject* CreateXXXFromFile(char const* filename)
{
    std::ifstream ifs(filename);
    int i;
    std::string s;
    ifs >> i;
    std::getline(ifs, s);
    XXXObject* xo = new XXXObject(i, s);
    xo->init();
    return xo;
}

C++编程箴言之一:"谁创建,谁释放"。

"CreateXXX"这类函数,经常被称为"工厂函数"。在特定的业务逻辑下,创建一个对象,需要像车间流水线一样先准备一些零件(例中的i和s),最后再调用构造函数产生一个对象。

问题出在使用者身上:

cpp 复制代码
void foo()
{
    XXXObject* xo = CreateXXXFromFile("d:\\material\1.dat");
    xo->DoSomething();
    return;
}

更有甚者:

cpp 复制代码
void foo()
{
    /*调用者根本没有处理CreateXXXFromFile()返回的指针,
    放任它占用内存不释放,
    (当然,这样使用函数,通常逻辑上也有错误)*/
    CreateXXXFromFile("d:\\material\\1.dat");
}

作为CreateXXXFromFile的作者,有没有办法既能够方式一个new出来的对象,又能够在调用者忘记释放它的返回值(哪怕是干脆没有提供变量用以"hold"住返回值)时,自动干掉函数内部创建的那个对象呢?我们已经知道,可以使用shared_ptr<T>,但如果假装不知道呢?

基本解决思路

C++的两个特性:

一是内存占用至少分成两种:栈内存和堆内存,堆内存需要手工释放,栈内存却能在其作用域结构之后,自动释放;

二是C++对象会在释放时,调用析构函数。

结合这连个特性,可以将"堆"内存(new出来的内存是堆内存的一种)在生命周期管理行为,模拟成"栈"内存方式。

先看第一个版本,用作原理演示:

cpp 复制代码
struct AutoPtr
{
    AutoPtr()
    {
        this->_ptr = new int;
    }
    ~AutoPtr()
    {
        cout << "调用析构,删除指针" << endl;
        delete this->_ptr;
    }

    int* _ptr;
};

AutoPtr在构造时,创建一个整数指针,在析构时,删除它。这一原理,它已经可以投入使用,做个对比:

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 原始版本(裸指针) | AutoPtr版本一 |
| void foo_1() { cout << "foo_1使用裸指针" << endl; int * ptr = new int; * ptr = 100; cout << * ptr << endl; delete ptr; //手工释放 } | void foo_2() { cout << "foo_2使用AutoPtr" << endl; AutoPtr ap; *(ap._ptr) = 100; cout << *(ap._ptr) << endl; } |

原始版本

AutoPtr版本一

foo_2函数一结束,栈变量ap就会自动释放,释放是调用析构,析构函数负责释放_ptr。

AutoPtr的第一个缺陷:

它固定只用于int指针。这问题好解决,上模板呀:

cpp 复制代码
template <typename T>
struct AutoPtr
{
    AutoPtr()
    {
        this->_ptr = new T;
    }
    ~AutoPtr()
    {
        delete this->_ptr;
    }

    T* _ptr;
};

课堂作业:AutoPtr模板版本应用

67行,sap死亡时,调用析构函数,会删除_ptr一次

88行,又删除_ptr一次,所以内存释放两次

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