独占指针：unique_ptr 与 函数调用 笔记

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2.unique_ptr_哔哩哔哩_bilibiliicon-default.png?t=N7T8https://www.bilibili.com/video/BV18B4y187uL?p=2&vd_source=a934d7fc6f47698a29dac90a922ba5a3

3.unique_ptr与函数调用_哔哩哔哩_bilibiliicon-default.png?t=N7T8https://www.bilibili.com/video/BV18B4y187uL?p=3&vd_source=a934d7fc6f47698a29dac90a922ba5a3一、独占指针：unique_ptr 

  • 任何给定的时刻，只能有一个指针管理内存
  • 当指针超出作用域时，内存将自动释放
  • 该类型指针不可Copy,只可以Move

二、三种创建方式

  • 通过已有裸指针创建
  • 通过new来创建
  • 通过std::make_unique创建（推荐）

准备好头文件和源文件：

  • cat.h
#ifndef CAT_H
#define CAT_H
#include <string>
#include <iostream>
class Cat{
public:Cat(std::string name);Cat() = default;~Cat();void catInfo() const {std::cout<<"cat info name : "<<m_name<<std::endl;}std::string get_name() const{return m_name;}void set_cat_name(const std::string &name) {this->m_name = name;}
private:std::string m_name{"Mimi"};
};
#endif
  • cat.cpp
#include "cat.h"
Cat::Cat(std::string name) :m_name(name) {std::cout<<"Constructor of Cat : "<<m_name<<std::endl;
}Cat::~Cat() {std::cout<<"Destructor of Cat"<<std::endl;
}

1.通过已有裸指针创建 

（1）在栈上

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// stack 在main函数下,会在最后一条语句之后再执行析构函数Cat c1("maomao");c1.catInfo();{ // 在这个作用域下,结束后会自动销毁Cat c1("Tom");c1.catInfo();}cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\build> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/build/app.exe"
Constructor of Cat : maomao
cat info name : maomao
Constructor of Cat : Tom
cat info name : Tom
Destructor of Cat
over~
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\build>

 （2）在堆上

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// roll pointer 原始指针 非常不安全Cat* c_p1 = new Cat("Jerry");c_p1->catInfo();{   Cat* c_p1 = new Cat("JiaFeiMao");c_p1->catInfo();}c_p1->catInfo();cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\build> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/build/app.exe"
Constructor of Cat : Jerry
cat info name : Jerry
Constructor of Cat : JiaFeiMao
cat info name : JiaFeiMao
cat info name : Jerry
over~
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\build>
  • 没有执行析构函数，怎么办呢？只能手动释放
#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// roll pointer 原始指针 非常不安全Cat* c_p1 = new Cat("Jerry");c_p1->catInfo();{   Cat* c_p1 = new Cat("JiaFeiMao");c_p1->catInfo();// 需要手动释放delete c_p1;c_p1 = nullptr; // 防止野指针}c_p1->catInfo();// 需要手动释放delete c_p1;c_p1 = nullptr; // 防止野指针cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果： 

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\build> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/build/app.exe"
Constructor of Cat : Jerry
cat info name : Jerry
Constructor of Cat : JiaFeiMao
cat info name : JiaFeiMao
Destructor of Cat
cat info name : Jerry
Destructor of Cat
over~
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\build>

接着再来一个例子：

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// roll pointer 原始指针 非常不安全int* i_p1 = new int(100);{   i_p1 = new int(200);}cout<<*i_p1<<endl;// 很糟糕,说明没有自动回收该资源cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
200
over~
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

没有执行析构函数，怎么办呢？只能手动释放

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// roll pointer 原始指针 非常不安全int* i_p1 = new int(100);{   i_p1 = new int(200);// 需要手动释放delete i_p1;    i_p1 = nullptr;}cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

但手动释放的时候，还再多释放一次或者再访问会崩溃

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// roll pointer 原始指针 非常不安全int* i_p1 = new int(100);{   i_p1 = new int(200);// 需要手动释放delete i_p1;    i_p1 = nullptr;}cout<<*i_p1<<endl;// 需要手动释放delete i_p1;    i_p1 = nullptr;cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

总结：roll pointer 原始指针 非常不安全

2.通过new来创建

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;int main(int argc,char* argv[]) {// unique_point  Cat* c_p2 = new Cat("ruite");std::unique_ptr<Cat> u_c_p2(c_p2);// c_p2还能用吗?// 否则如下:无法独占c_p2->catInfo();                 //ruiteu_c_p2->catInfo();               //ruitec_p2->set_cat_name("lanmao");u_c_p2->catInfo();               //lanmaocout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : ruite
cat info name : ruite
cat info name : ruite
cat info name : lanmao
over~
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

解决无法独占的问题：

  • 方法一：
#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// unique_point  Cat* c_p2 = new Cat("ruite");std::unique_ptr<Cat> u_c_p2(c_p2);c_p2 = nullptr;u_c_p2->catInfo();cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果： 

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : ruite
cat info name : ruite
over~
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>
  • 方法二：
#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// 第二种 newstd::unique_ptr<Cat> u_c_p3{new Cat("hongmao")};u_c_p3->catInfo();u_c_p3->set_cat_name("heimao");u_c_p3->catInfo();cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果：  

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : hongmao
cat info name : hongmao
cat info name : heimao
over~
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

 3.通过std::make_unique创建（推荐）

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// 推荐创建方式 第三种 std::move_uniquestd::unique_ptr<Cat> u_c_p4 = make_unique<Cat>();u_c_p4->catInfo();u_c_p4->set_cat_name("huangmao");u_c_p4->catInfo();cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果：  

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
cat info name : Mimi
cat info name : huangmao
over~
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

三、get()与->和解引用

- unique_ptr可以通过get()获取地址
- unique_ptr实现了->与*- 可以调用->调用成员函数- 可以调用*调用 deferencing
#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]) {// 推荐创建方式 第三种 std::move_uniquestd::unique_ptr<Cat> u_c_p4 = make_unique<Cat>();std::unique_ptr<int> u_i_p4 = make_unique<int>(200);u_c_p4->catInfo();u_c_p4->set_cat_name("huangmao");u_c_p4->catInfo();cout<<"============================"<<endl;cout<<*u_i_p4<<endl;cout<<"int address: "<<u_i_p4.get()<<endl;cout<<"Cat address: "<<u_c_p4.get()<<endl;cout<<"over~"<<endl; return 0;
}

执行结果：   

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
cat info name : Mimi
cat info name : huangmao
============================
200
int address: 00000257966B71C0
Cat address: 00000257966C3450
over~
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

四、unique_ptr 与函数调用

第三节:unique_ptr与函数调用- unique_ptr是不可Copy，只可以Move- 在做函数参数或返回值中一定要注意所有权函数调用与unique_ptr注意事项- Passing by value- 需要用std::move来转移内存拥有权- 如果参数直接传入std::make_unique语句，自动转换为move- Passing by reference- 如果设置参数为const则不能改变指向- 比如说reset()- reset()方法为智能指针清空方法- Return by value- 指向一个local object- 可以用作链式函数

1.pass by value

（1）需要用std::move来转移内存拥有权

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;void do_with_cat_pass_value(std::unique_ptr<Cat> c) {c->catInfo();
} int main(int argc,char* argv[]) {// 1.pass by valuestd::unique_ptr<Cat> c1 = make_unique<Cat>("Tom");do_with_cat_pass_value(std::move(c1));return 0;
}

运行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : Tom
cat info name : Tom
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

如果在do_with_cat_pass_value(std::move(c1));多加一句：c1->catInfo(); // 此时c1已经无效

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;void do_with_cat_pass_value(std::unique_ptr<Cat> c) {c->catInfo();
} int main(int argc,char* argv[]) {// 1.pass by valuestd::unique_ptr<Cat> c1 = make_unique<Cat>("Tom");do_with_cat_pass_value(std::move(c1));c1->catInfo(); // 此时c1已经无效return 0;
}

运行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : Tom
cat info name : Tom
Destructor of Cat
cat info name :
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

（2）如果参数直接传入std::make_unique语句，自动转换为move

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;void do_with_cat_pass_value(std::unique_ptr<Cat> c) {c->catInfo();
} int main(int argc,char* argv[]) {do_with_cat_pass_value(make_unique<Cat>("JiaFeiMao")); //movereturn 0;
}

运行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : JiaFeiMao
cat info name : JiaFeiMao
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>
  • 总结：如果是pass by value ,传进去以后，这个值就不存在了。它的所有权就转移了，转移到函数里边，函数结束之后就直接消失了 

2.pass by reference

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;void do_with_cat_pass_ref(std::unique_ptr<Cat>& c) {c->set_cat_name("TomCat");c->catInfo();c.reset();
}int main(int argc,char* argv[]) {// 2. pass by ref// (不加const)std::unique_ptr<Cat> c2 = make_unique<Cat>("heimao");do_with_cat_pass_ref(c2); // c2->catInfo(); // 此时c2已经无效cout<<"address: "<<c2.get()<<endl;return 0;
}

 运行过程：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : heimao
cat info name : TomCat
Destructor of Cat
address: 0000000000000000
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

 注意：如果do_with_cat_pass_ref函数里不添加c.reset();那么c2->catInfo();还是可以的

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;void do_with_cat_pass_ref(std::unique_ptr<Cat>& c) {c->set_cat_name("TomCat");c->catInfo();// c.reset();
}int main(int argc,char* argv[]) {// 2. pass by ref// (不加const)std::unique_ptr<Cat> c2 = make_unique<Cat>("heimao");do_with_cat_pass_ref(c2); c2->catInfo(); cout<<"address: "<<c2.get()<<endl;return 0;
}

运行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : heimao
cat info name : TomCat
cat info name : TomCat
address: 0000018F1CF14640
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

也可以加上const,使得do_with_cat_pass_ref函数内不能使用reset

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;void do_with_cat_pass_ref(const std::unique_ptr<Cat>& c) {c->set_cat_name("TomCat");c->catInfo();// c.reset();// 如果加上了const,无法使用reset()
}int main(int argc,char* argv[]) {// 2. pass by ref// (不加const)std::unique_ptr<Cat> c2 = make_unique<Cat>("heimao");do_with_cat_pass_ref(c2); c2->catInfo(); cout<<"address: "<<c2.get()<<endl;return 0;
}

运行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : heimao
cat info name : TomCat
cat info name : TomCat
address: 000001D2F5343170
Destructor of Cat
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

 链式调用

#include <iostream>
#include <memory>
#include "cat.h"
using namespace std;std::unique_ptr<Cat> get_unique_ptr() {std::unique_ptr<Cat> p_cat = std::make_unique<Cat>("local cat");p_cat->catInfo(); // 输出: local catcout<<p_cat.get()<<endl;cout<<&p_cat<<endl;p_cat->set_cat_name("TomCat");p_cat->catInfo(); // 输出: TomCatreturn p_cat;
}int main(int argc,char* argv[]) {get_unique_ptr()->catInfo();cout<<"over~"<<endl;return 0;
}

运行结果：

PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug> ."D:/Work/C++UserLesson/cppenv/bin/Debug/app.exe"
Constructor of Cat : local cat
cat info name : local cat
0000023AC98439B0
00000077859AF7C8
cat info name : TomCat
cat info name : TomCat
Destructor of Cat
over~
PS D:\Work\C++UserLesson\cppenv\bin\Debug>

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