c老師智能指針

1、Solmyr 的小品文系列之五：午餐時(shí)間。收集 轉(zhuǎn)自 pchomezero 坐在餐桌前，機(jī)械的重復(fù)“夾菜 - 咀嚼 - 吞咽”的動(dòng)作序列，臉上用無(wú)形的大字寫著：我心不在焉。在他的對(duì)面坐著 Solmyr ，慢條斯理的吃著他那份午餐，維持著他一貫很有修養(yǎng)的形象 或者按照 zero 這些熟悉他本質(zhì)的人的說(shuō)法：假象。“怎么了 zero ？胃口不好么？”，基本填飽肚子之后，Solmyr 覺得似乎應(yīng)該關(guān)心一下他的學(xué)徒了?！斑?，沒什么，只是 Solmyr ，C+ 為什么不支持收集呢？（注：垃圾收集是一種機(jī)制，保證動(dòng)態(tài)分配了的內(nèi)存塊會(huì)自動(dòng)語(yǔ)言支持這一機(jī)制。）”，Java 等Solmyr 嘆了口氣，用一種平靜的

2、眼神盯著 zero ：“是不是在上和人吵C+ 和 Java 哪個(gè)更好？而且吵輸了？我早告訴過(guò)你，這種爭(zhēng)論再無(wú)聊不過(guò)了?！薄斑?是”，zero 不得不承認(rèn) Solmyr 的眼神雖然一點(diǎn)也不銳利，但是卻莫名其妙的讓 zero 產(chǎn)生了微微的恐懼感?！岸遥l(shuí)告訴你 C+ 不支持收集的？”“?。olmyr 你不是開玩笑吧？！”“zero 你得轉(zhuǎn)變一下觀念。我問你，C+ 支不支持可以動(dòng)態(tài)改變大小的數(shù)組？”“這 好象也沒有吧？”“那vector 是什么東西？”“呃”“支持一種特性，并不是說(shuō)非得把這個(gè)特性加到語(yǔ)法里去，也可以選擇用現(xiàn)有的語(yǔ)言機(jī)制實(shí)現(xiàn)一個(gè)支持這個(gè)特征。以收集為例，這里的任務(wù)是要保證每一個(gè)態(tài)分

3、配的內(nèi)存塊都能夠被，也就是說(shuō) ”，Solmyr 不知從哪里找出了一張紙、一支筆，寫到：* p = new; / 1 delete p; / 2“也就是說(shuō)，對(duì)于每一個(gè) 1 ，要保證有一個(gè) 2 被調(diào)用，1 和 2 必須成對(duì)出現(xiàn)。我來(lái)問你，C+ 中東西是由語(yǔ)言本身保證一定成對(duì)出現(xiàn)的？”“”，zero 露出了努力搜索的表情，不過(guò)很明顯一無(wú)所獲?！疤崾疽幌?，和類的創(chuàng)建有關(guān)?！薄芭叮?gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)！”“正確?？上胀ㄖ羔槢]有構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，所以一層包裝，最簡(jiǎn)單的就象這樣：”須要寫一個(gè)類來(lái)加class my_ptrpublic:*m_p;my_my_;ptr(* p) m_p = p; ptr()

4、delete m_p; my_ptrpi(new= 10;);*(pi.m_p)“這里可以放心的使用 my_ptr ，不用擔(dān)心內(nèi)存泄漏的問題：一旦 pi 這個(gè)變量被銷毀，知道 pi.p 指向的內(nèi)存塊一定會(huì)被。不過(guò)如果每次使用my_ptr 都得去它的成員未免太麻煩了。為此，可以給這個(gè)類加上重載的* 運(yùn)算符：”class my_ptrprivate:* m_p;public:my_my_ptr(* p) m_p = p; ptr() delete m_p; &operator*() return *m_p; ;my_ptr pi;*pi = 10;a = *pi;“現(xiàn)在是不是看起來(lái) my_ptr

5、就像是一個(gè)真正的指針了？正因?yàn)槿绱?，這種技術(shù)被稱為智能指針?，F(xiàn)在我問你，這個(gè)類還缺少哪些東西？”zero 皺著眉頭，眼睛一眨一眨，看上去就像一臺(tái)慢速電腦正在辛苦的往它的硬盤上拷貝文件。良久，zero 抬起頭來(lái)，不太確定的說(shuō)：“是不是還缺少一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)賦值運(yùn)算符？”“說(shuō)說(shuō)為什么?！保琒olmyr 顯然不打算就這樣放過(guò) zero?！耙?yàn)?我記得沒錯(cuò)的話 50 誡 （注：指Effective C+ 2/e一書）中提到過(guò)，如果你的類里面有指針指向動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存，那么一定要為它寫一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)賦值運(yùn)算符 因?yàn)?否則的話，一旦你做了賦值，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)對(duì)象的指針指向同一塊內(nèi)存。對(duì)了！如果是上

6、面的類，這樣一來(lái)會(huì)導(dǎo)致同一個(gè)指針被 delete 兩次！”“正確。那么應(yīng)該怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？”“這簡(jiǎn)單，用 memcpy 把目標(biāo)指針指向的內(nèi)存中的內(nèi)容拷貝過(guò)來(lái)。”“如果的智能指針指向一個(gè)類的對(duì)象怎么辦？注意，類的對(duì)象中可能有指針，不能用 memcpy?！薄澳?用拷貝構(gòu)造的辦法?！薄叭绻闹悄苤羔樦赶虻膶?duì)象不能拷貝構(gòu)造怎么辦？它可能有一個(gè)私有的拷貝構(gòu)造函數(shù)?！薄澳?”，zero 頓了一頓，決定老實(shí)承認(rèn)，“我不知道。”“問題在哪你知道么？在于你沒有把智能指針看作指針。想象一下，如果對(duì)一個(gè)指針做賦值，它的含義是什么？”“呃，我明白了，在這種情況下，應(yīng)該想辦法讓兩個(gè)智能指針指向同一個(gè)對(duì)象 Solmyr ，

7、這樣以來(lái)豈不是仍然要對(duì)同一個(gè)對(duì)象刪除兩遍？”“是的，得想辦法解決這 個(gè)問題，辦法不只一種。比較好的一種是為每個(gè)計(jì)數(shù)值，每次賦值或者拷貝構(gòu)造，就讓計(jì)數(shù)值加一，這意味著指針一個(gè)指向這個(gè)內(nèi)存塊的智能指針又多了一 個(gè)；而每有一個(gè)智能指針被銷毀，就讓計(jì)數(shù)值減一，這意味著指向這個(gè)內(nèi)存塊的智能指針少了一個(gè)；一旦計(jì)數(shù)值為就內(nèi)存塊。象這樣：”0，class my_private:* m_p;ptr* m_count;public: my_ptr(m_p = p;* p)m_count = new; / 初始化計(jì)數(shù)值為 1*m_count = 1;my_ptr(const my_ptr& rhs) / 拷貝構(gòu)造函

8、數(shù)m_p = rhs.m_p; / 指向同一塊內(nèi)存m_count = rhs.m_count; / (*m_count)+; / 計(jì)數(shù)值加使用同一個(gè)計(jì)數(shù)值1my_ptr()(*m_count)-; / 計(jì)數(shù)值減1if( *m_count = 0 ) / 已經(jīng)沒有別的指針指向該內(nèi)存塊了delete m_p; delete m_count;my_ptr& operator=(const my_ptr& rhs)if( m_p = rhs.m_p ) / 首先判斷是否本來(lái)就指向同一內(nèi)存塊return *this; / 是則直接返回(*m_count)-; / 計(jì)數(shù)值減 1 ，因?yàn)樵撝羔槻辉僦赶蛟瓉?lái)內(nèi)

9、存塊了if( *m_count = 0 ) / 已經(jīng)沒有別的指針指向原來(lái)內(nèi)存塊了delete m_p; delete m_count;m_p = rhs.m_p; / 指向同一塊內(nèi)存m_count = rhs.m_count; / 使用同一個(gè)計(jì)數(shù)值(*m_count)+; / 計(jì)數(shù)值加 1;“其他部分沒太大變化，我不費(fèi)事了。現(xiàn)在想象一下怎樣使用這種智能指針？”，Solmyr 放下了筆，再次拿起了筷子，有些惋惜的發(fā)現(xiàn)他愛吃丸子已經(jīng)冷了。zero 想象著，有些遲疑?！?可以用 new表達(dá)式作為構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)來(lái)構(gòu)造一個(gè)智能指針，然后 然后可以任意的賦值，”，他開始抓住了思路，越說(shuō)越快，“任意的用已經(jīng)

10、存在的智能指針來(lái)構(gòu)造新的智能指針，智能指針的賦值運(yùn)算符、拷貝構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu) 會(huì)保證計(jì)數(shù)值始終等于指向該內(nèi)存塊的智能指針數(shù)?！眤ero 似乎明白了他看到了怎樣的功能，開始激動(dòng)起來(lái)：“然后一旦計(jì)數(shù)值為 0 被分配的內(nèi)存塊就會(huì)！也就是說(shuō) 有指針指向內(nèi)存塊，它就不，一旦沒有，它就自動(dòng)！太棒了！只要一開始正確的初始化智能指針，就可以象普通指針那樣使用它，而且完全不用擔(dān)心內(nèi) 存的在飯桌問題！太棒了！”zero 激動(dòng)的大叫：“這就是收集！Solmyr ！上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)收集器！”Solmyr 很明顯沒有zero 的激動(dòng)：“我在吃飯，你能不能不要大叫飯桌上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)收集器這種倒胃口的話？”頓了一頓，Solmyr

11、帶著他招牌式的壞笑，以一種可惡的口吻說(shuō)道：“而且請(qǐng)注意一下自己的形象?！薄班?？”，zero 回過(guò)神來(lái)，發(fā)現(xiàn)自己不知什么時(shí)候站了起來(lái)，而整個(gè)餐廳里的人都在他嘿嘿偷笑，這讓他感覺自己像個(gè)傻瓜。zero 紅著臉坐下，壓低了聲音問 Solmyr ：“不過(guò) Solmyr ，這確實(shí)是一個(gè)的收集機(jī)制啊，只要把這個(gè)類改成 嗯 改成模板類，象這樣：”zero 抓過(guò)了紙筆，寫到：template class my_ptrprivate:T* m_p;* m_count;“它不就能支持任意類型的指針了嗎？就可以把它用在任何地方?！盨olmyr 搖了搖頭：“不，你把問題想的太簡(jiǎn)單了。對(duì)于簡(jiǎn)單的類型，這個(gè)類確實(shí)可以處理的很好，但實(shí)際情況是很復(fù)雜的?？紤]一個(gè)典型情況：類 Derived 是類 Base 的派生類，希望這樣賦值：”Base* pb; Derived pd;pb = pd;“你倒說(shuō)說(shuō)看，這種情況，怎樣改用上面這個(gè)智能指針來(lái)處理？”“”，zero 沉默了。“要實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的收集機(jī)制并不容易，因?yàn)橛性S多細(xì)節(jié)要考慮。”，Solmyr開始總結(jié)了，“不過(guò)，基本思路就是上面說(shuō)的這些。值得慶幸的是，目前已經(jīng)有了一個(gè)相當(dāng)成計(jì)數(shù)智能指針，b