第 12 章 动态内存 标签: C++Primer 学习记录 动态内存 ---- 第 12 章 动态内存 12.1 动态内存与智能指针 12.2 动态数组 ---- 12.1 动态内存与智能指针 不同的存储区域对应着不同生存周期的变量。 静态内存——保存局部 static对象、类 static数据成员和定义在任何函数之外的变量,在第一次使用之前分配内存,在程序结束时销毁。 栈内存——定义在函数内的非 static对象,当进入其定义所在的程序块时被创建,在离开块时被销毁。 堆内存——存储动态分配的对象
c/c++语言的一大特色是在于可以动态的进行内存管理,而这也是它的难点所在。程序出现问题,原因经常在动态内存管理这块,比如分配内存后没有及时释放,或者当前线程提前释放了其他线程也会使用的内存。而c++11中新增的智能指针能在一定程度上解决这些问题
unique_ptr 类型智能指针在设计上最显著的特点是内部托管的指针一旦被创建就不能被任何形式的复制给另一个unique_ptr,只可以被移动给另一个unique_ptr。unique_ptr 没有拷贝构造函数,因此不能用于赋值。该指针最常用的情况是单例模式和编译防火墙的封装。
分配在静态内存或者栈内存的对象由编译器自动创建和销毁。对于栈对象仅在其定义的程序块运行时才存在,static对象在使用之前分配,在程序结束时销毁。
为了更容易(同时也更安全的)地使用动态内存,新的标准库提供了两种智能指针,来管理动态对象。智能指针的行为类似于常规指针,重要的区别是它负责自动释放所指向的对象。
参考资料:《C++ Primer中文版 第五版》 我们知道除了静态内存和栈内存外,每个程序还有一个内存池,这部分内存被称为自由空间或者堆。程序用堆来存储动态分配的对象即那些在程序运行时分配的对象,当动态对象不再使用时,我们的代码必须显式的销毁它们。
一、shared_ptr类 头文件:#include<memory> 智能指针,是一个模板。创建智能指针时,必须提供指针所指的类型 如果当做前提条件判断,则是检测其是否为空 shared_ptr<string> p1; //指向stringshared_ptr<list<int>> p2;//指向int的listif(p1 && p1->empty())*p1="h1"; 二、make_shared函数 最安全的分配和使用动态内存的方法就是调用该函数 此函数在内存中动态分配对象并初始化,返回此对象的sh
C++的智能指针是一种特殊的指针类型,它能够自动管理内存资源,避免常见的内存泄漏和多次释放等问题。C++11引入了三种主要的智能指针:unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。
在linux多线程环境下对同一变量进行读写时,经常会遇到读写的原子性问题,即会出现竞争条件。为了解决多个线程对同一变量访问时的竞争条件问题,操作系统层面提供了锁、信号量、条件变量等几种线程同步机制。如果对变量的每次访问都使用上述机制,由于系统调用会陷入内核空间,需要频繁的进行上下文切换,这就导致了程序的时间开销比较大。
C++ 中 shared_ptr 和 unique_ptr 是 C++11 之后被广泛使用的两个智能指针,但是其实他们在使用上还是有一些“秘密”的,我根据平时遇到的两个问题,总结记录一些知识。
所谓资源就是,一旦用了它,将来必须还给系统,包括最常使用的动态分配内存、文件描述符、互斥锁等等。由于异常、函数内多重回传路径、版本更改时遗漏等原因,任何时候都确保这一点是很难的。
在现代 c + + 编程中,标准库包含 智能指针,这些指针用于帮助确保程序不会出现内存和资源泄漏,并具有异常安全。
关于智能指针和内存管理的说明可以先阅读这篇文章:C++内存管理。本次主要讨论的是设计模式,将智能指针和设计模式结合使用,运用恰当的话可以帮助我们减少编译时间、适应变化甚至在不使用虚函数的情况下实现多态。
区块链是一种分布式数据库,它由一系列按照时间顺序排列的数据块组成,并采用密码学方式保证不可篡改和不可伪造。区块链技术最初起源于比特币,作为比特币的底层技术,用于去中心化和去信任地维护一个可靠的数据库。相比于传统的网络,区块链具有数据难以篡改和去中心化的两大核心特点,使得区块链所记录的信息更加真实可靠,并能够解决人们互不信任的问题。
C++在堆上申请内存后,需要手动对内存进行释放。随着代码日趋复杂和协作者的增多,很难保证内存都被正确释放,因此很容易导致内存泄漏。
智能指针是一种封装了指针的数据类型,可以自动管理动态内存的分配和释放。智能指针可以跟踪其所指向的资源是否被引用,以及何时能够被释放。
假设这里有一个函数用来显示处理优先级,另一个函数根据当前优先级为一个动态分配的 Widget 做一些处理:
最早的智能指针是std::auto_ptr,到c++11才开始广泛使用,平时用得最多的是这三个:
C++智能指针 零、前言 一、为什么需要智能指针 二、内存泄漏 三、智能指针 1、RAII 2、智能指针的原理 3、std::auto_ptr 4、std::unique_ptr 5、std::shared_ptr 6、std::weak_ptr 7、删除器 8、C++11和boost中智能指针的关系 零、前言 本章主要讲解学习C++中智能指针的概念及使用 一、为什么需要智能指针 示例: double Division(int a, int b) { // 当b == 0时抛出异常 if (b =
我们在上一节异常中提到了 C++ 没有垃圾回收机制,资源需要自己手动管理;同时,异常会导致执行流乱跳;所以 C++ 异常非常容易导致诸如内存泄露这样的安全问题。我们以下面的程序为例:
所谓资源就是,一旦用了它,将来必须还给系统。C++中内存资源的动态分配经由new与delete实现。问题在于,无论是有意无意,我们有时候总会忘记释放内存中的资源。例如delete语句出现在某个循环语句中,而我们的continue或者break却跳过了它的执行;或者是在程序中某个分支含有函数return语句,而delete操作放在return 语句之后;更加难以预料的事情是程序执行过程中发生了异常,导致我们的delete语句没有执行。总的来说,把资源回收交给用户并不是一种好做法。我们期望有一种机制,它帮助我们管理从系统获取而来的资源,当我们不再使用该资源时,该机制能自动帮我们回收,避免了内存泄漏问题。智能指针就是这样一种资源回收机制。
具体来说,是在对象构造时获取资源,对资源的控制管理在整个对象的生命周期内都保持有效,并在对象析构时释放资源,也就是将资源的管理托管给一个对象,这有着一些好处:
C++程序设计中使用堆内存是非常频繁的操作,堆内存的申请和释放都由程序员自己管理。程序员自己管理堆内存可以提高了程序的效率,但是整体来说堆内存的管理是麻烦的,C++11中引入了智能指针的概念,方便管理堆内存。使用普通指针,容易造成堆内存泄露(忘记释放),二次释放,程序发生异常时内存泄露等问题等,使用智能指针能更好的管理堆内存。
这一章介绍了标准库对动态内存的管理方面,其中12.1的几个智能指针是C11引入的非常实用的类。这章对优化C++代码的编写有很大意义,值得好好理解。至此第二部分"C++标准库"就看完了,下一篇是第二部分简单的总结,然后就是第三部分了。
一、unique_ptr类 头文件:#include<memory> 智能指针,是一个模板。创建智能指针时,必须提供指针所指的类型 与shared_ptr的不同之处: shared_ptr所指向的对象可以有多个其他shared_ptr智能指针 而unique_ptr所指向的对象只能有一个unique_ptr指针,也就是自己。当unique_ptr被销毁时,它所指向的对象也被销毁 二、unique_ptr类的初始化 unique_ptr指针需要绑定到一个new返回的指针上,并且不能直接将new的结果用赋值运算
在C++中,动态内存的管理是由程序员自己申请和释放的,用一对运算符完成:new和delete。
来源:http://www.codeceo.com/article/why-cpp-not-use-gc.html 作者:M-先生 ---- Java的爱好者们经常批评C++中没有提供与Java类似的垃圾回收(Gabage Collector)机制(这很正常,正如C++的爱好者有时也攻击Java没有这个没有那个,或者这个不行那个不够好),导致C++中对动态存储的官吏称为程序员的噩梦,不是吗?你经常听到的是内存遗失(memory leak)和非法指针存取,这一定令你很头疼,而且你又不能抛弃指针带来的灵活性。
//智能指针式对裸指针进行包装,避免很对再使用裸指针时会遇到陷阱,为管理动态分配对象的生命周期设计
C++中,动态内存的管理是通过一对运算符来完成的,new用于申请内存空间,调用对象构造函数初始化对象并返回指向该对象的指针。delete接收一个动态对象的指针,调用对象的析构函数销毁对象,释放与之关联的内存空间。动态内存的管理在实际操作中并非易事,因为确保在正确的时间释放内存是极其困难的,有时往往会忘记释放内存而产生内存泄露;有时在上游指针引用内存的情况下释放了内存,就会产生非法的野指针(悬挂指针)。
《为何优先选用unique_ptr而不是裸指针?》中说到,如果有可能就使用unique_ptr,然后很多时候对象是需要共享的,因此shared_ptr也就会用得很多。shared_ptr允许多个指向同一个对象,当指向对象的最后一个shared_ptr销毁时,该对象也就会自动销毁。因此,善用shared_ptr,能够远离内存泄漏。
1000瓶无色无味的药水,其中有一瓶毒药,10只小白鼠拿过来做实验。喝了无毒的药水第二天没事儿,喝了有毒的药水后第二天会死亡。如何在一天之内(第二天)找出这瓶有毒的药水?
C++11中推出了三种智能指针,unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr,同时也将auto_ptr置为废弃(deprecated)。
从较浅的层面看,智能指针其实是利用了 RAII(资源获取即初始化)技术对普通的指针进行封装,这使得智能指针实质是一个对象,行为表现的却像一个指针。
程序中所使用的对象都有着严格的生存期,全局对象在程序启动时分配,在程序结束时销毁;局部对象在进入其定义所在的程序块时被创建,在离开块时销毁。局部的static对象只在第一次使用前进行分配,在程序结束时销毁。
1、先是问项目,就是Deep Java Library深度学习的项目,然后字节夏令营的二等奖项目,然后问了下有没有分布式的经验,我说有一点,做过简单的GRPC
总结下个人对智能指针的理解,手写一个简易的c++实现,最后整理一下相关知识点,有不准确的部分欢迎大佬指正。
对于上述代码,如果p1在new时异常,那么就会被main函数中的catch捕获,直接跳到最外面去,由于没有new成功就没有需要释放的,div抛异常,就会被Func中的catch捕获。那p1成功,p2抛异常,p2申请堆空间产生的异常就会直接被main中的catch捕获。而此时程序继续从main里向下运行,但是由于new是在堆里申请内存,即便跳转出函数,申请空间也不会随着函数栈帧的销毁而还给OS,所以就产生了内存泄漏。因此,为了避免这种情况的发生,就需要让p2申请内存失败之后不直接跳出函数,或者说起码等到p1释放空间再跳转出去,这样就给了p1释放空间的间隙避免了内存泄漏。
在C++异常学习的部分,我们也发现异常也有很多问题,例如我们先分析一下下面这段程序的问题:
不知道各位写C++代码的童鞋们,有没有发现一个现象,自己写的CPP代码怎么那么像C代码呢?笔者也深有感触,但是自从C++11标准出现以后,CPP的代码就开始精简很多了,风格也极大的发生了变化,今天笔者就开始整理一些C++的新特性,并展示如何在实际应用中使用!让你的代码更Cpp些!
导语:如果,将编程语言比作武功秘籍,C++无异于《九阴真经》。《九阴真经》威力强大、博大精深,经中所载内功、轻功、拳、掌、腿、刀法、剑法、杖法、鞭法、指爪、点穴密技、疗伤法门、闭气神功、移魂大法等等,无所不包,C++亦如是。 C++跟《九阴真经》一样,如果使用不当,很容易落得跟周芷若、欧阳锋、梅超风等一样走火入魔。这篇文章总结了在学习C++过程中容易走火入魔的一些知识点。为了避免篇幅浪费,太常见的误区(如指针和数组、重载、覆盖、隐藏等)在本文没有列出,文中的知识点也没有前后依赖关系,各个知识点基本是互
Effective Modern C++(11&14)Chapter4: Smart Pointers 1. Introduction 原始指针 (raw pointer) p 的缺点 p 的声明不能暗示 p 指向的是单个对象还是一个数组 p 的声明不能暗示在使用完 p 后是否应该销毁 p 如果使用完 p 后决定销毁 p,无法知道是该使用 delete 还是其他析构机制来销毁 p 如果是使用 delete 来销毁 p,无法知道是该使用 delete 还是 delete[] 来销毁 p 即便知道了具体的销毁方
new空间也有可能会抛出异常,对于p1如果抛出异常:没有问题,可以不管,直接到最外面去了。
http://blog.csdn.net/xt_xiaotian/article/details/5714477
由于 C++ 语言没有自动内存回收机制,程序员每次 new 出来的内存都要手动 delete。程序员忘记 delete,流程太复杂,最终导致没有 delete,异常导致程序过早退出,没有执行 delete 的情况并不罕见。 用智能指针便可以有效缓解这类问题,本文主要讲解参见的智能指针的用法。包括:std::auto_ptr、boost::scoped_ptr、boost::shared_ptr、boost::scoped_array、boost::shared_array、boost::weak_ptr、boost:: intrusive_ptr。你可能会想,如此多的智能指针就为了解决new、delete匹配问题,真的有必要吗?看完这篇文章后,我想你心里自然会有答案。 下面就按照顺序讲解如上 7 种智能指针(smart_ptr)。
在C++编程实践中, 几乎所有人都或多或少地使用过智能指针.但是在智能指针的一个小角落, Alias Constructor大概不为多少人所知.
众所周知,C#和java中不需要开发人员自己释放内存,对象引用计数为零后.Net和Java虚拟机会对对象进行自动回收,从而防止内存泄露;但是C++语言中,在堆上分配的内存必须自己去管理,不用的时候要自己释放,如果管理不当就可能会出现内存泄露。
STL一共给我们提供了四种智能指针:auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr,auto_ptr是C++98提供的解决方案,C+11已将将其摒弃,并提出了unique_ptr作为auto_ptr替代方案。虽然auto_ptr已被摒弃,但在实际项目中仍可使用,但建议使用较新的unique_ptr,因为unique_ptr比auto_ptr更加安全,后文会详细叙述。shared_ptr和weak_ptr则是C+11从准标准库Boost中引入的两种智能指针。此外,Boost库还提出了boost::scoped_ptr、boost::scoped_array、boost::intrusive_ptr 等智能指针,虽然尚未得到C++标准采纳,但是实际开发工作中可以使用。
在上篇文章(内存泄漏-原因、避免以及定位)中,我们提到了用智能指针来避免内存泄漏,今天借助本文,从实践、避坑和实现原理三个角度分析下C++中的智能指针。
shared_ptr使用了引用计数,每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存,每次拷贝都会触发引用计数+1,每次生命周期结束析构的时候引用计数-1,在最后一个shared_ptr析构的时候,内存才会释放。
简单说,当我们独占资源的所有权的时候,可以使用 std::unique_ptr 对资源进行管理——离开 unique_ptr 对象的作用域时,会自动释放资源。这是很基本的 RAII 思想。
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