Qt智能指针

Qt智能指针

Qt中常用的智能指针主要包括：QPointer 、QSharedPointer 、QScopedPointer 、QSharedDataPointer 和 QWeakPointer。

QPointer 是一个模板类，专用于指向 QObject 或其派生类的对象。它是一个弱引用指针，当所指对象被删除时，将自动设置为 nullptr。

主要特性

• 仅用于 QObject 派生类

• 不拥有对象的所有权

• 自动检测对象删除

• 线程安全（在对象所在线程）

  #pragma once

  #include <QtWidgets/QMainWindow>
  #include "ui_QtPointerTest.h"
  #include <qlabel.h>
  #include <qpointer.h>
  #include <qstring.h>
  #include <qtimer.h>

  #ifndef LoacalStr
  #define LocalStr(str) QString::fromLocal8Bit((str))
  #endif // !LoacalStr

  class QtPointerTest : public QMainWindow
  {
  Q_OBJECT

  public:
  QtPointerTest(QWidget parent = nullptr);
  ~QtPointerTest();
  private slots:
  void onTimeOut();
  private:
  Ui::QtPointerTestClass ui;
  QPointer<QLabel> mp_lb;
  QLabel mp_lb2;

  QTimer* mp_timer;
  };

  #include "QtPointerTest.h"
  #include <qboxlayout.h>

  QtPointerTest::QtPointerTest(QWidget parent)
  : QMainWindow(parent), mp_lb(nullptr)
  {
  ui.setupUi(this);
  mp_timer = new QTimer(this);
  connect(mp_timer, &QTimer::timeout,this,&QtPointerTest::onTimeOut);
  mp_timer->start(2000);
  //ui.centralWidget
  QHBoxLayout hLy = new QHBoxLayout(ui.centralWidget);
  ui.centralWidget->setLayout(hLy);

  mp_lb = new QLabel(LoacalStr("测试QPointer 是否会自动置空！"), ui.centralWidget);

  mp_lb2 = new QLabel(LoacalStr("检测中。。。。"), ui.centralWidget);
  hLy->addWidget(mp_lb);
  hLy->addWidget(mp_lb2);
  }
  void QtPointerTest::onTimeOut() {
  if(mp_lb)
  delete mp_lb;
  if (!mp_lb) {
  mp_lb2->setText(LoacalStr("QPointer 为空！"));
  }
  else
  mp_lb2->setText(LoacalStr("QPointer 未被置空！"));
  }
  QtPointerTest::~QtPointerTest()
  {}

QSharedPointer 是一个模板类，实现了共享所有权机制。

• 线程安全
• 适用场景：多线程共享数据

QScopedPointer 是一个模板类，实现了独享所有权机制。

• 线程安全
• 适用场景：局部作用域资源管理

QWeakPointer 是一个模板类，提供弱引用功能。

QSharedDataPointer 用于实现**隐式共享（Implicit Sharing）和写时复制（Copy-on-Write, COW）**机制，其核心目标是兼顾值语义的安全性、引用语义的高效性，并通过减少不必要的深拷贝开销来提升程序性能。

• 管理对象 ：必须是 QSharedData 子类
• 拷贝行为：浅拷贝（仅复制指针 + 增加引用计数）
• 写操作：自动 detach（引用 > 1 时执行深拷贝）

底层原理

• QSharedData基类：提供线程安全的引用计数，所有共享数据类必须继承自它
• detach()操作 ：写时复制的核心动作，当执行非const成员函数且引用计数 > 1时，自动创建独立的数据副本

工作流程

1. 首次创建对象：分配数据块，引用计数 = 1
2. 拷贝对象：仅复制指针，引用计数 + 1（浅拷贝，高效）
3. 修改对象 ：
   • 若引用计数 = 1：直接修改原数据，无额外开销
   • 若引用计数 > 1：执行 detach()，深拷贝数据块，引用计数相应调整，修改新副本
4. 对象销毁：引用计数 - 1，计数 = 0 时释放数据块

步骤 1：编写共享数据类（继承 QSharedData）

这个类是私有数据载体，所有变量都放这里，自动管理引用计数。

#pragma once
#include <QSharedData>
#include <QString>

class EmployeeData : public QSharedData {
public:
// 构造函数（默认/带参）
EmployeeData() : id(0) {}
EmployeeData(int id, const QString& name) : id(id), name(name) {}
// 拷贝构造函数（必须实现，用于detach时深拷贝）
EmployeeData(const EmployeeData& other) : QSharedData(other), id(other.id), name(other.name) {}
~EmployeeData() {} // 无需手动管理计数，基类自动处理

// 数据成员（通常为public，供外层类访问）
int id;
QString name;
};

步骤 2：编写对外接口类（持有 QSharedDataPointer）

这个类是给外部调用的，无需手动写拷贝构造、赋值、析构，智能指针自动处理！

#pragma once
#include <QSharedDataPointer>
#include "EmployeeData.h"

class Employee {
public:
// 构造函数（创建新数据块）
Employee() : d(new EmployeeData) {}
Employee(int id, const QString& name) : d(new EmployeeData(id, name)) {}
// 拷贝构造/赋值：自动浅拷贝+计数递增（无需手动实现）
Employee(const Employee& other) = default;
Employee& operator=(const Employee& other) = default;
~Employee() = default; // 自动管理计数，无需手动释放

// 读取接口（const，不触发detach）
int id() const { return d->id; }
QString name() const { return d->name; }

// 写入接口（非const，自动触发detach）
void setId(int id) { d->id = id; }
void setName(const QString& name) { d->name = name; }

private:
// d指针：QSharedDataPointer管理共享数据
QSharedDataPointer<EmployeeData> d;
};
#include <QSharedDataPointer>

#include "EmployeeData.h"

class Employee {
public:
    // 构造函数（创建新数据块）
    Employee() : d(new EmployeeData) {}
Employee(int id, const QString& name) : d(new EmployeeData(id, name)) {}
    // 拷贝构造/赋值：自动浅拷贝+计数递增（无需手动实现）
    Employee(const Employee& other) = default;
Employee& operator=(const Employee& other) = default;
    ~Employee() = default; // 自动管理计数，无需手动释放

    // 读取接口（const，不触发detach）
    int id() const { return d->id; }
    QString name() const { return d->name; }

    // 写入接口（非const，自动触发detach）
    void setId(int id) { d->id = id; }
void setName(const QString& name) { d->name = name; }

private:
    // d指针：QSharedDataPointer管理共享数据
QSharedDataPointer<EmployeeData> d;
};

#include <qstring.h>
#ifndef  LocalStr
#define LocalStr(s) QString::fromLocal8Bit((s))
#endif // ! 


int main() {
// 创建第一个对象
Employee emp1(1001, LocalStr("张三"));
qDebug() << "emp1:" << emp1.id() << emp1.name(); // emp1: 1001 "张三"

// 拷贝对象（浅拷贝，高效）
Employee emp2 = emp1;
qDebug() << "emp2:" << emp2.id() << emp2.name(); // emp2: 1001 "张三"

// 修改emp2（触发detach，深拷贝）
emp2.setId(1002);
emp2.setName(LocalStr("李四"));
qDebug() << LocalStr("is changed: ");
qDebug() << "emp1:" << emp1.id() << emp1.name(); // emp1: 1001 "张三"（不受影响）
qDebug() << "emp2:" << emp2.id() << emp2.name(); // emp2: 1002 "李四"（独立修改）

return 0;
}