我们知道除了静态内存和栈内存外,每个程序还有一个内存池,这部分内存被称为自由空间或者堆。程序用堆来存储动态分配的对象即那些在程序运行时分配的对象,当动态对象不再使用时,我们的代码必须显式的销毁它们。

在C++中,动态内存的管理是用一对运算符完成的:new和delete,new:在动态内存中为对象分配一块空间并返回一个指向该对象的指针,delete:指向一个动态独享的指针,销毁对象,并释放与之关联的内存。

动态内存管理经常会出现两种问题:一种是忘记释放内存,会造成内存泄漏;一种是尚有指针引用内存的情况下就释放了它,就会产生引用非法内存的指针。
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](https://blog.csdn.net/flowing_wind/article/details/81301001)
为了更加容易(更加安全)的使用动态内存,引入了智能指针的概念。智能指针的行为类似常规指针,重要的区别是它负责自动释放所指向的对象。标准库提供的两种智能指针的区别在于管理底层指针的方法不同,shared_ptr允许多个指针指向同一个对象,unique_ptr则“独占”所指向的对象。标准库还定义了一种名为weak_ptr的伴随类,它是一种弱引用,指向shared_ptr所管理的对象,这三种智能指针都定义在memory头文件中。

shared_ptr

创建智能指针时必须提供额外的信息,指针可以指向的类型:

shared_ptr<string> p1;
shared_ptr<list<int>> p2;

默认初始化的智能指针中保存着一个空指针。

智能指针的使用方式和普通指针类似,解引用一个智能指针返回它指向的对象,在一个条件判断中使用智能指针就是检测它是不是空。

if(p1  && p1->empty())
	*p1 = "hi";

如下表所示是shared_ptrunique_ptr都支持的操作:
image.png

如下表所示是shared_ptr特有的操作:
image.png
make_shared函数:
最安全的分配和使用动态内存的方法就是调用一个名为make_shared的标准库函数,此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它,返回指向此对象的shared_ptr。头文件和share_ptr相同,在memory
必须指定想要创建对象的类型,定义格式见下面例子:

shared_ptr<int> p3 = make_shared<int>(42);
shared_ptr<string> p4 = make_shared<string>(10,'9');
shared_ptr<int> p5 = make_shared<int>();

make_shared用其参数来构造给定类型的对象,如果我们不传递任何参数,对象就会进行值初始化

shared_ptr的拷贝和赋值:
当进行拷贝和赋值时,每个shared_ptr都会记录有多少个其他shared_ptr指向相同的对象。

auto p = make_shared<int>(42);
auto q(p);

我们可以认为每个shared_ptr都有一个关联的计数器,通常称其为引用计数,无论何时我们拷贝一个shared_ptr,计数器都会递增。当我们给shared_ptr赋予一个新值或是shared_ptr被销毁(例如一个局部的shared_ptr离开其作用域)时,计数器就会递减,一旦一个shared_ptr的计数器变为0,它就会自动释放自己所管理的对象。

auto r = make_shared<int>(42);//r指向的int只有一个引用者
r=q;//给r赋值,令它指向另一个地址
	//递增q指向的对象的引用计数
	//递减r原来指向的对象的引用计数
	//r原来指向的对象已没有引用者,会自动释放

shared_ptr自动销毁所管理的对象
当指向一个对象的最后一个shared_ptr被销毁时,shared_ptr类会自动销毁此对象,它是通过另一个特殊的成员函数-析构函数完成销毁工作的,类似于构造函数,每个类都有一个析构函数。析构函数控制对象销毁时做什么操作。析构函数一般用来释放对象所分配的资源。shared_ptr的析构函数会递减它所指向的对象的引用计数。如果引用计数变为0,shared_ptr的析构函数就会销毁对象,并释放它所占用的内存。

shared_ptr还会自动释放相关联的内存
当动态对象不再被使用时,shared_ptr类还会自动释放动态对象,这一特性使得动态内存的使用变得非常容易。如果你将shared_ptr存放于一个容器中,而后不再需要全部元素,而只使用其中一部分,要记得用erase删除不再需要的那些元素。

使用了动态生存期的资源的类:
程序使用动态内存的原因:
(1)程序不知道自己需要使用多少对象
(2)程序不知道所需对象的准确类型
(3)程序需要在多个对象间共享数据

Q.E.D.


ALL WILL BE CLEAR