C++智能指针

void MemoryLeaks()
{
   // 1.内存申请了忘记释放
  int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
  int* p2 = new int;
  
  // 2.异常安全问题
  int* p3 = new int[10];
  
  Func(); // 这里Func函数抛异常导致 delete[] p3未执行，p3没被释放.
  
  delete[] p3;
}

2.2 内存泄漏分类

• 堆内存泄漏 (Heap leak)

        堆内存指的是程序执行中依据须要分配通过 malloc / calloc / realloc / new 等从堆中分配的一 块内存，用完后必须通过调用相应的 free 或者 delete 删掉。假设程序的设计错误导致这部分内存没有被释放，那么以后这部分空间将无法再被使用，就会产生Heap Leak 。
• 系统资源泄漏

        指程序使用系统分配的资源，比方套接字、文件描述符、管道等没有使用对应的函数释放

  掉，导致系统资源的浪费，严重可导致系统效能减少，系统执行不稳定。

  2.3 如何检测内存泄漏

  • 在 linux 下内存泄漏检测
  • 在 windows 下使用第三方工具
  • 其他工具

  2.4如何避免内存泄漏

  1. 工程前期良好的设计规范，养成良好的编码规范，申请的内存空间记着匹配的去释放。 ps ：这个理想状态。但是如果碰上异常时，就算注意释放了，还是可能会出问题。需要下一条智能指针来管理才有保证。
  2. 采用 RAII 思想或者智能指针来管理资源。
  3. 有些公司内部规范使用内部实现的私有内存管理库。这套库自带内存泄漏检测的功能选项。
  4. 出问题了使用内存泄漏工具检测。 ps ：不过很多工具都不够靠谱，或者收费昂贵。

            总结一下: 内存泄漏非常常见，解决方案分为两种：1 、事前预防型。如智能指针等。 2 、事后查错型。如泄漏检测工具。

  3.智能指针的使用及原理

  3.1 RAII

        RAII （ Resource Acquisition Is Initialization ）是一种 利用对象生命周期来控制程序资源 （如内存、文件句柄、网络连接、互斥量等等）的简单技术。

        在对象构造时获取资源 ，接着控制对资源的访问使之在对象的生命周期内始终保持有效， 最后在 对象析构的时候释放资源 。借此，我们实际上把管理一份资源的责任托管给了一个对象。这种做法有两大好处：

  • 不需要显式地释放资源。
  • 采用这种方式，对象所需的资源在其生命期内始终保持有效。

  // 使用RAII思想设计的SmartPtr类
  template<class T>
  class SmartPtr {
  public:
  	SmartPtr(T* ptr = nullptr)
  		: _ptr(ptr)
  	{}
   
  	~SmartPtr()
  	{
  		if (_ptr)
  			delete _ptr;
  	}
   
  private:
  	T* _ptr;
  };
   
  int div()
  {
  	int a, b;
  	cin >> a >> b;
  	if (b == 0)
  		throw invalid_argument("除0错误");
   
  	return a / b;
  }
   
  void Func()
  {
  	ShardPtr<int> sp1(new int);
  	ShardPtr<int> sp2(new int);
   
  	cout << div() << endl;
  }
  int main()
  {
  	try {
  		Func();
  	}
  	catch (const exception& e)
  	{
  		cout << e.what() << endl;
  	}
   
  	return 0;
  }
   
  

  3.2 智能指针的原理

       上述的 SmartPtr 还不能将其称为智能指针，因为它还不具有指针的行为。指针可以解引用，也可以通过-> 去访问所指空间中的内容，因此： AutoPtr 模板类中还得需要将 * 、 -> 重载下，才可让其 像指针一样去使用 。

  template<class T>
  class SmartPtr
  {
  public:
  	SmartPtr(T* ptr = nullptr)
  		: _ptr(ptr)
  	{}
   
  	~SmartPtr()
  	{
  		if (_ptr)
  			delete _ptr;
  	}
   
  	T& operator*()
  	{
  		return *_ptr;
  	}
  	T* operator->() 
  	{ 
  		return _ptr;
  	}
   
  private:
   
  	T* _ptr;
  };
   
  struct Date
  {
  	int _year;
  	int _month;
  	int _day;
  };
   
  int main()
  {
  	SmartPtr<int> sp1(new int);
  	*sp1 = 10
  		cout << *sp1 << endl;
  	SmartPtr<int> sparray(new Date);
   
  	// 需要注意的是这里应该是sparray.operator->()->_year = 2018;
  	// 本来应该是sparray->->_year这里语法上为了可读性，省略了一个->
   
  	sparray->_year = 2018;
  	sparray->_month = 1;
  	sparray->_day = 1;
  }
  

      总结一下智能指针的原理：

  1. RAII 特性。
  2. 重载 operator* 和 opertaor-> ，具有像指针一样的行为。