C++智能指针shared_ptr怎样自定义释放函数,有几种方法?shared_ptr是怎么释放各种复杂的指针的呢?

上一节对C++11标准中的智能指针shared_ptr做了入门级的介绍,已经明白shared_ptr的基本用法了。不过有一点还值得深思——与 shared_ptr 对象绑定的指针管理的内存五花八门,在这些内存被废弃时,shared_ptr 真的能够万无一失的恰到好处地释放掉这些内存吗?

shared_ptr 的默认“deleter”

再回头看看上一节,我们提到:

引用计数减少到 0,就意味着没有 shared_ptr 对象还与指针 p 管理的内存绑定,也即没有人再使用这块内存了,于是 shared_ptr 的析构函数调用“delete”方法释放这块内存。

这里所谓的“delete”方法是什么呢?如果它是指C++中的delete关键字,那就不一定妥当了。

int *p = new int(3);

要是与 shared_ptr 对象绑定的指针类似于上面语句定义的指针 p 还好,delete p; 即可正确释放掉相应的内存。

int *p2 = new int[12];

若是与 shared_ptr 对象绑定的指针类似于上面语句定义的指针 p2 就麻烦了,delete p2; 并不能正确释放内存。

遗憾的是,shared_ptr 内部默认的释放方法的确是 delete 方法,它不能应对各种复杂的指针,一昧的使用 shared_ptr 默认的释放方法甚至会引发严重的程序错误,例如下面这段C++代码:

#include <memory> 
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    shared_ptr<vector<int> > p(new vector<int>[12]);

    return 0;
}

编译并执行这段C++代码,发现程序并不能正常运行:

# g++ deletor.cpp -std=c++11
# ./a.out 
Segmentation fault

这样看来,智能指针类 shared_ptr 只能管理一些简单的指针了?当然不是。

自定义“deleter”

实际上,shared_ptr 的构造函数能够接收两个参数,第一个参数常常是需要管理的指针,而第二个参数则可以是自定义的“指针释放方法 deleter”,例如:

std::shared_ptr<Sample> p(new Sample[12], deleter);

对于前文提到的默认 deleter 导致段错误的代码,可以做如下修改:

#include <iostream>
#include  <memory>
#include <vector>

using namespace std;

void deleter(vector<int> *p)
{
    delete[] p;
    cout << "deleter called" << endl;
}

int main()
{
    shared_ptr<vector<int> > p(new vector<int>[12],
         deleter);

    return 0;
}

这里我们自定义了 deleter() 函数用于释放与 p 绑定的指针,并且把它作为第二个参数传递给 shared_ptr 的构造函数。现在编译并执行修改后的代码,输出如下,段错误被解决了:

# g++ deletor.cpp -std=c++11
# ./a.out 
deleter called

使用 Lambda 函数自定义 deleter

如果自定义的 deleter 方法比较简单,写成 Lambda 表达式的形式更加紧凑,例如:

#include <iostream>
#include  <memory> // 使用shared_ptr需要包含此头文件
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    shared_ptr<vector<int> > p(new vector<int>[12], [](vector<int> *x){
        delete[] x;
        cout << "deleter called" << endl;           
    });

    return 0;
}

这段C++代码和前面以函数形式自定义的 deleter 代码功能完全一致,只不过这里以匿名函数的形式,将函数的逻辑直接定义在 shared_ptr 构造函数的第二个参数处了。

编译并执行这段C++代码,会发现输出与前面完全一致:

# g++ deletor.cpp -std=c++11
# ./a.out 
deleter called

小结

虽然 shared_ptr 被称作“智能指针”,能够在没有人使用指针时自动的释放掉相应的内存,但是它却并不是万能的。事实上,shared_ptr 的默认“deleter”的适用范围相当有限,不可能处理C++程序开发中所有的内存指针,所幸它允许我们使用自己定义的 deleter,毕竟自己分配的内存,自己总该知道怎么释放吧?

到这里其实也能看出,所谓的“C++智能指针” shared_ptr 其实并不智能,其实它只能处理一些简单的内存指针而已,至于稍稍复杂一些的内存指针,最终真正管理内存的其实还是程序员自身,shared_ptr 本质上只是一个带有“引用计数机制”的秘书,它只会调用程序员提供的方法,仅此而已。

阅读更多:   C++11智能指针 , C++ , 编程语言
仅有 1 条评论
  1. xiao xiao

    原来是这样

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