【C++】动态内存（二）智能指针

由于new和delete会造成一定程度的内存泄漏问题，以及内存所有权不清晰，因此引入自动销毁相应内存空间的智能指针。

智能指针是抽象数据类型，本身具有析构函数，因此调用之后会自动调用析构函数，在析构函数中会自动调用delete来释放相应内存空间，因此不用手动显式的调用delete。

1.基本用法：

cpp 复制代码

std::shared_ptr<int> x(new int(4));

2.get()用法：

shared_ptr是一个类模板：std::shared_ptr,其中的模板参数是T。

get()用法返回的是一个T*。

所以shared_ptr<int>返回的是一个int*类型的指针。

其实意思是这样：shared_ptr其实并不是一个单纯的指针，他是一个类模板，里面包含了指向保存数据的内存的指针，也包含了指向引用计数的指针，还包含了很多方法（也就是函数），而get方法就是返回一个什么其他东西都没有的，裸指针，这个指针只是指向那个保存数据的内存地址。

3.reset()用法：

可以将已经赋值的shared_ptr指针的值改变为其他值。

cpp 复制代码

std::shared_ptr<int> x(new int(4));
x.reset(new int(4));

也可将其赋值为nullptr，此时，下面两句是等价的。

cpp 复制代码

x.reset();//x.reset((int*)nullptr);

4.指定内存回收逻辑

当我们想在shared_ptr销毁之前做一些其他事情的时候，就不能使用隐式的delete析构了，因为我们不知道她多会儿会调用该隐式析构，故而不知道何时该做我们想做的析构之前的其他事情，这时就需要显式的自己写一个函数去调用。

如下：

cpp 复制代码

void fun2(int *ptr) {
	std::cout << "call deleter fun2" << std::endl;
	delete ptr;
}
int main()
{std::shared_ptr<int> ptr(new int(4),fun2);}

这样写，那么当shared_ptr的ptr指针的使用计数为0的时候，准备析构的时候，他不会调用默认的析构函数，而是会调用fun2函数，把自己这个地址传入给fun2函数，并且执行fun2中的代码之后由fun2中我们写的显示的析构来删除和销毁。

5.make_shared

cpp 复制代码

std::shared_ptr<int> ptr(new int(3));
std::shared_ptr<int> x = std::make_shared<int>(3);

下面这句也可以简化为：

cpp 复制代码

auto x = std::make_shared<int>(3);

上面三句的效果是一样的。但是推荐使用make_shared，而不推荐使用new。

原因：shared_ptr一共是需要维护两个指针的，一个指针指向保存数据的内存地址，一个指针是用来进行计数的，也就是引用计数，引用计数为0的时候就可以执行析构从而释放该空间了。

而使用new的时候，两个指针指向的地址可能会相隔很远，在计算机运行时偶尔会产生错误。

而使用make_shared的时候会有一个自带的优化，让shared_ptr的两个指针，即一个指向保存数据的内存地址的指针，一个指向引用计数的内存的指针，两个的内存分配的近一点，那么两个指针指的位置就会近一点，计算机相对不那么容易出现运行错误。

6.支持数组（ C++17 支持 shared_ptr<T[]> ； C++20 支持make_shared 分配数组）

如下的代码是不合理的：

cpp 复制代码

std::shared_ptr<int> x = new int[6];

因为shared_ptr的隐式析构函数是delete ptr，是销毁单独的指针的，但是上面的代码右边明显是构造了一个数组，而数组对应的销毁方式应该是delete []。所以上式是不可以的，是危险的。

解决方法也是有的，在c++17中支持了：

cpp 复制代码

std::shared_ptr<int[]> x = new int[6];

c++17之后可以像左边一样这样写的时候，shared_ptr在默认析构的时候就会知道这是一个数组，而去调用delete []。，就没有危险了。

而c++20之后又支持了：

cpp 复制代码

auto x = std::make_shared<int[5]>();

在右边make_shared可以分配数组了，左边使用的是auto，其实翻译过来在编译器看来就是这样的：

cpp 复制代码

std::shared_ptr<int[]> x= std::make_shared<int[5]>();

这个也是可以默认使用delete []去析构的，也是安全的，完备的。

7.注意： shared_ptr 管理的对象不要调用 delete 销毁

shared_ptr会自动销毁，一定不要定义了之后再手动的写一个显式的delete在后面，这样会造成多次销毁一个内存空间，会造成报错。