C++ 智能指針的正确使用方式

文章目錄

• • 寫在前面
  • 一、unique_ptr
  • • 1. 不支援複制和指派，隻支援移動
    • 2. 性能
  • 二、shared_ptr
  • • 1. 支援複制，也支援移動
    • 2. 性能
  • 三、weak_ptr
  • 四、選擇哪種指針作為函數的參數

寫在前面

本文主要總結一下 C++ 智能指針的正确使用方式，以下内容主要是對下面參考連結的總結、轉載，文中的詳細解釋請參考原連結，如有侵權，請聯系删除。

參考連結：

[1] C++ 智能指針的正确使用方式 https://www.cyhone.com/articles/right-way-to-use-cpp-smart-pointer/

一、unique_ptr

我們大多數場景下用到的應該都是

unique_ptr

。

1. 不支援複制和指派，隻支援移動

unique_ptr

代表的是專屬所有權，即由

unique_ptr

管理的記憶體，隻能被一個對象持有。

是以，

unique_ptr

不支援複制和指派。如果想要把

w

複制給

w2

, 是不可以的。因為複制從語義上來說，兩個對象将共享同一塊記憶體。

是以，

unique_ptr

隻支援移動。

2. 性能

因為 C++ 的 zero cost abstraction 的特點，unique_ptr 在預設情況下和裸指針的大小是一樣的。

是以 記憶體上沒有任何的額外消耗，性能是最優的。

二、shared_ptr

在使用

shared_ptr

之前應該考慮，是否真的需要使用

shared_ptr

, 而非

unique_ptr

。

1. 支援複制，也支援移動

shared_ptr

代表的是共享所有權，即多個

shared_ptr

可以共享同一塊記憶體。

是以，從語義上來看，

shared_ptr

是支援複制的。s

hared_ptr

也支援移動。從語義上來看，移動指的是所有權的傳遞。

隻要将

new

運算符傳回的指針

p

交給一個 shared_ptr 對象“托管”，就不必擔心在哪裡寫

delete p

語句——實際上根本不需要編寫這條語句，托管

p

的

shared_ptr

對象在消亡時會自動執行delete p。

多個

shared_ptr

對象可以共同托管一個指針

p

，當所有曾經托管

p

的

shared_ptr

對象都解除了對其的托管時，就會執行

delete p

。

2. 性能

• 記憶體占用高
• 原子操作性能低

• 使用移動優化性能

  shared_ptr 在性能上固然是低于 unique_ptr。而通常情況，我們也可以盡量避免 shared_ptr 複制。

三、weak_ptr

weak_ptr 是為了解決 shared_ptr 雙向引用的問題。

weak_ptr 不會增加引用計數，是以可以打破 shared_ptr 的循環引用。

通常做法是 parent 類持有 child 的 shared_ptr, child 持有指向 parent 的 weak_ptr。這樣也更符合語義。

四、選擇哪種指針作為函數的參數

很多時候，函數的參數是個指針。這個時候就會面臨選擇困難症，這個參數應該怎麼傳，應該是 shared_ptr，還是 const shared_ptr&，還是直接 raw pointer 更合适。

1. 隻在函數使用指針，但并不儲存對象内容

   假如我們隻需要在函數中，用這個對象處理一些事情，但不打算涉及其生命周期的管理，也不打算通過函數傳參延長 shared_ptr 的生命周期。

   對于這種情況，可以使用 raw pointer 或者 const shared_ptr&。

   即：

void func(Widget*);
void func(const shared_ptr<Widget>&)
           

實際上第一種裸指針的方式可能更好，從語義上更加清楚，函數也不用關心智能指針的類型。

1. 在函數中儲存智能指針

   假如我們需要在函數中把這個智能指針儲存起來，這個時候建議直接傳值。

這樣的話，外部傳過來值的時候，可以選擇 move 或者指派。函數内部直接把這個對象通過 move 的方式儲存起來。

這樣性能更好，而且外部調用也有多種選擇。

參考連結：

[1] C++ 智能指針的正确使用方式 https://www.cyhone.com/articles/right-way-to-use-cpp-smart-pointer/