C++智能指针shared_ptr怎样自定义释放函数?
上一节对C++11标准中的智能指针shared_ptr做了入门级的介绍(https://www.nowcoder.com/discuss/1012487),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。
#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);
#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
#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。
#C/C++#