C/C++面试：什么是智能指针？智能指针有什么作用？分为哪几种？各自有什么样的特点？ |
您所在的位置：网站首页 › 人工智能词条有什么用途 › C/C++面试：什么是智能指针？智能指针有什么作用？分为哪几种？各自有什么样的特点？ |
C/C++面试：什么是智能指针？智能指针有什么作用？分为哪几种？各自有什么样的特点？
|
说下你对智能指针的理解
因为C++使用内存的时候很容易出现野指针、悬空指针、内存泄露的问题。所以C++11引入了智能指针来管理内存。有四种： auto_ptr：已经不用了unique_ptr：独占式指针，同一时刻只能有一个指针指向同一个对象shared_ptr：共享式指针，同一时刻可以有多个指针指向同一个对象weak_ptr：用来解决shared_ptr相互引用导致的死锁问题重要提醒：回答这样就可以了，回到一大段一大段的!!! unique_ptr能否被另一个unique_ptr拷贝呢？ 不能，因为它把它的拷贝构造函数private了。但是它提供了一个移动构造函数，所以可以通过std::move将指针指向的对象交给另一个unique_ptr，转交之后自己就失去了这个指针对象的所有权，除非被显示交回 unique_ptr和shared_ptr的区别（1） unique_ptr代表的是专属所有权，不支持复制和赋值。但是可以移动shared_ptr 代表的是共享所有权，shared_ptr 是支持复制的和赋值以及移动的（2）资源消耗上 unique_ptr 在默认情况下和裸指针的大小是一样的。 所以 内存上没有任何的额外消耗，性能是最优的，我们大多数场景下用到的应该都是 unique_ptr。shared_ptr 的内存占用是裸指针的两倍。因为除了要管理一个裸指针外，还要维护一个引用计数。因此相比于 unique_ptr, shared_ptr 的内存占用更高。在使用 shared_ptr 之前应该考虑，是否真的需要使用 shared_ptr, 而非 unique_ptr。 unique_ptr = unique_ptr和shared_ptr=shared_ptr这两个操作有什么后果呢？先来说下unique_ptr ： 这个操作是不允许的，因为unique_ptr它的原理是将拷贝构造和拷贝赋值私有化，但是它提供了移动构造和移动赋值。所以如果你想要使用=赋值，必须先把右边的用std::move包裹一下，这样右边的unique_ptr就会失去所有权，左边的unique_ptr就会得到对应对象的所有权至于shared_ptr： 对于左边的指针，它会将自己的引用计数减一，然后检测一下是不是减到了0，如果是，那么delete所管理的对象然后将右边的引用计数和管理对象赋值给左边，此时两边指向同一个对象，共享同一个引用计数，然后引用计数++ shared_ptr的移动赋值时发生了什么事情 首先它会检查本指针和参数指针是不是同一个对象，如果是，直接返回然后，先把本指针的引用变量–，如果发现减到了0，就把参数指针和参数引用变量析构掉并置NULL最后，本指针和参数指针指向同一个对象以及引用计数，然后引用计数自增1 shared_ptr什么时候会被释放掉，就是什么时候引用次数为0？ 在一个shared_ptr析构时，或者被赋值时，强引用计数会减1。减到0就delete资源 shared_ptr你是怎么实现的shared_ptr 内部是利用引用计数来实现内存的自动管理，每当复制一个 shared_ptr，引用计数会 + 1。当一个 shared_ptr 离开作用域时，引用计数会 - 1。当引用计数为 0 的时候，则 delete 内存。 关键在于多个对象持有同一个引用对象，第一次创建指针的时候可以new一个int，然后大家都有一个int指针就可以共用了 shared_ptr应该要有三个成员： 裸指针：指向所要管理的对象强引用计数：就是一个int指针，记录了有多少个shared_ptr指向裸指针弱引用计数：也是一个int指针，记录了有多少个weak_ptr指向裸指针 shared_ptr是不是线程安全 不是引用计数的增减是原子操作没问题，但是shared_pytr的读写本身不只包括引用计数操作，还包括资源所有权的操作，这两个操作合起来不是原子的如果要求线程安全必须加锁 sharedPtr在64位操作系统下大小有多大 两个指针，64字节 shared_ptr和weak_ptr之间是什么关系？ weak_ptr是用来辅助shared_ptr的，每一个weak_ptr它指向weak_ptr而不是实际的操作函数 为什么推荐用makeshared创建指针优点是： 它分配的时候，只分配一次，而shared_ptr的构造函数需要分配两次。效率更高更安全 缺点是：如果有weak_ptr不推荐使用，否则会出现知道最后一个weak_ptr被释放了才真正去释放管理的对象 为什么要用 shared_from_this?我们往往会需要在类内部使用自身的 shared_ptr，例如： class Widget { public: void do_something(A& a) { a.widget = 该对象的 shared_ptr; } }我们需要把当前 shared_ptr 对象同时交由对象 a 进行管理。意味着，当前对象的生命周期的结束不能早于对象 a。因为对象 a 在析构之前还是有可能会使用到 a.widget。 如果我们直接 a.widget = this;， 那肯定不行， 因为这样并没有增加当前 shared_ptr 的引用计数。shared_ptr 还是有可能早于对象 a 释放。 如果我们使用 a.widget = std::make_shared(this);，肯定也不行，因为这个新创建的 shared_ptr，跟当前对象的 shared_ptr 毫无关系。当前对象的 shared_ptr 生命周期结束后，依然会释放掉当前内存，那么之后 a.widget 依然是不合法的。 对于这种，需要在对象内部获取该对象自身的 shared_ptr, 那么该类必须继承 std::enable_shared_from_this。代码如下: class Widget : public std::enable_shared_from_this { public: void do_something(A& a) { a.widget = shared_from_this(); } }这样才是合法的做法。 weak_ptr的原理？ shared_ptr中有一个成员时，弱引用计数。往weak_ptr被赋值时，弱引用计数自增1 weak_ptr的使用场景 用来解决悬空指针问题。通过std::shared_ptr管理数据并将std::weak_ptr提供给数据用户，用户可以通过expired()或者lock()来检测数据的有效性打破shared_ptr相互引用导致死锁的问题。方法：将任意一个改为weak_ptr有时候我们需要“如果对象还活着，就调用它的成员函数，否则忽略之”的语意缓存对象 关于shared_ptr相互引用具体讲一下weak_ptr 是为了解决 shared_ptr 双向引用的问题。即： class B; struct A{ shared_ptr b; }; struct B{ shared_ptr a; }; auto pa = make_shared(); auto pb = make_shared(); pa->b = pb; pb->a = pa;pa 和 pb 存在着循环引用，根据 shared_ptr 引用计数的原理，pa 和 pb 都无法被正常的释放。 对于这种情况, 我们可以使用 weak_ptr： class B; struct A{ shared_ptr b; }; struct B{ weak_ptr a; }; auto pa = make_shared(); auto pb = make_shared(); pa->b = pb; pb->a = pa;weak_ptr 不会增加引用计数，因此可以打破 shared_ptr 的循环引用。 通常做法是 parent 类持有 child 的 shared_ptr, child 持有指向 parent 的 weak_ptr。这样也更符合语义。 weak_ptr如何检测指针是否被销毁expired()： 判断强引用计数是否为0如果返回true，那么被观测的对象(也就是shared_ptr管理的资源)已经不存在了 如何将weak_ptr转换为shared_ptr用lock(): 如果expired()为true，返回一个空shared_ptr，否则返回非空shared_ptr。 lambda有哪几种捕获方式
引用捕获，因为uniquePtr没有拷贝构造 我们在lambda表达式中使用的是按值传递； 按值传递就会产生副本，就会产生一个unique_ptr的copy； 但是我们知道的，这显然是错误。解决方法很简单，就是按引用传递替代按指针传递： auto str = std::make_unique("my string"); auto lambda = [capturedStr = std::move(str)]{ std::cout |
【本文地址】