智能指針重載operator ->()、自賦值、引用計數(shù) -- 轉(zhuǎn)
智能指針(smart pointers),是一種加限制的近委托機制(相當于老師的管理),其中包含普通指針(相當于學生的自主)。它將指針對象化,返回X類指針控制X類型對象(通常顯式含有一個X類型指針成員);優(yōu)點在于X類指針成員共享內(nèi)存分配,可防懸掛,采用引用計數(shù),無指針指向時才析構。
當然,也可在定義拷貝賦值時分配新存儲空間,使不共享,就完全無此問題。但此時需重定義分配內(nèi)存的構造函數(shù)與拷貝構造函數(shù),對賦值函數(shù)不需改變,也無須檢測自賦值(因為沒有delete語句)。e.g.:
class String{ //上級管理類,物業(yè)!
struct Srep; //包含類的聲明
Srep *rep; //內(nèi)含普通類指針,被管理
Srep * operator->(); //返回Srep指針
//……
}
重載operator->(),返回普通對象指針,稱為間接(Dereferencing),可形成“智能指針”機制。這樣方便操作,也可不用。對于Invoker->member;,operator ->為一元后綴運算符,可作兩種解釋:
①Invoker為指針,將尋找緊隨其后的類成員(或函數(shù))標識符,找不到就出錯,這也是最常見的用法。
②Invoker為(定義的智能指針)對象,將解釋為(Invoker.operator->())->member。若Invoker類未重載operator->()則出錯;重載了X operator ->()時,如果返回類型X為指針,則進入①狀態(tài);如果返回值類型仍為對象,再進入②狀態(tài),判斷是否可循環(huán)。
返回值應該為兩種:①指針,并找到成員標志符;②定義了operator->()的對象,將循環(huán)迭代。否則出錯。具體示例見于《C++ Primer》14.6節(jié)與《C++ Programming Language》11.10章節(jié)。迭代器就是一個很好的佐證,如vector<int> vec;中,定義了vector::iterator,返回值的指針類型為int。即有(*vec.begin())為int型。
自賦值的危害:可參考《廿六、賦值函數(shù)重載與拷貝構造函數(shù)(百度百科ZT)》
=運算符(assignment)為其左操作數(shù)配置新動態(tài)資源(free store)前,通常先將原先的動態(tài)資源析構,以防止內(nèi)存泄漏(現(xiàn)在不釋放,以后就沒機會了)。如為自賦值,將丟失這部分信息,造成指針掛起。需檢查是否為自賦值,如果是就返回*this;否則,釋放原有資源,以獲得新資源!
通常用檢測其指針是否相等即可(比較this與新值的指針,而非它們指向的值)。e.g.:
A operator=(const A &Other){if(this==&Other) return *this;} //不是if(*this == other)
智能指針采用引用計數(shù)(reference cout)來決定是否析構共享,常定義于受管理類中。《C++ Primer》對引用計數(shù)的描述:每次創(chuàng)建類的新對象時,初始化指針并將使用計數(shù)置為1。當對象作為另一對象的副本而創(chuàng)建時,復制構造函數(shù)復制指針并增加與之相應的使用計數(shù)的值。對一個對象進行賦值時,賦值操作符減少左操作數(shù)所指對象的使用計數(shù)的值(如果使用計數(shù)減至0,則刪除對象),并增加右操作數(shù)所指對象的使用計數(shù)的值。(反過來說更好)最后,調(diào)用析構函數(shù)時,析構函數(shù)減少使用計數(shù)的值,如果計數(shù)減至0,則刪除基礎對象。
拷貝賦值時,常先增加右操作數(shù)計數(shù),再減少左操作數(shù)計數(shù),并判斷刪除動態(tài)存儲。可防止自身賦值,如為自賦值,引用計數(shù)肯定非0,相當于加1后立即減1,不會錯刪;反之可能出--n=0。《C++ Primer》13.5.1與《C++程序設計》11.12節(jié)均采用的此種方法。