22-x 第二十二章 内容提要与测验

智能指针类是一种组合类，旨在管理动态分配的内存，并确保当智能指针对象作用域结束时内存被释放。

复制语义允许我们的类被复制。这主要通过复制构造函数和复制赋值运算符实现。

移动语义意味着类将转移对象的所有权而非创建副本。这主要通过移动构造函数和移动赋值运算符实现。

std::auto_ptr 已被弃用，应避免使用。

右值引用是专为初始化右值而设计的引用类型，通过双重&符号创建。函数可接受右值引用参数，但几乎不应返回右值引用。

当构造对象或进行赋值操作时，若参数为左值，唯一合理做法是复制该左值。我们不能假设修改左值是安全的，因为程序后续可能再次使用该左值。例如表达式“a = b”中，我们合理预期b不会被修改。

然而，当构造对象或进行赋值时若参数为右值，则该右值本质上是某种临时对象。此时无需进行耗时的复制操作，只需将资源（成本低廉）转移至目标对象即可。此操作安全可靠，因为临时对象在表达式结束时必然被销毁，确保其资源绝不会被重复使用！

可通过删除复制构造函数和复制赋值运算符，使用delete关键字禁用自定义类的复制语义。

std::move允许将左值视为右值，这在需要对左值调用移动语义而非复制语义时尤为有用。

std::unique_ptr是推荐使用的智能指针类。它管理单个不可共享资源。创建新 std::unique_ptr 时应优先使用 C++14 引入的 std::make_unique()。该类禁用复制语义。

std::shared_ptr 是用于多对象共享资源的智能指针类。该资源将持续存在直至最后一个管理它的 std::shared_ptr 被销毁。创建新 std::shared_ptr 时应优先使用 std::make_shared()。使用 std::shared_ptr 时，应通过复制语义创建指向同一对象的额外 std::shared_ptr。

std::weak_ptr 是智能指针类，适用于需要一个或多个对象查看并访问由 std::shared_ptr 管理资源的情境。但与 std::shared_ptr 不同，在判断资源是否应被销毁时，std::weak_ptr 不被纳入考量。

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测验时间

1.说明何时应使用下列指针类型：

1a) std::unique_ptr

显示答案

当需要智能指针管理不会被共享的动态对象时，应使用 `std::unique_ptr`。

1b) std::shared_ptr

显示答案

当需要智能指针管理可能被共享的动态对象时，应使用 std::shared_ptr。该对象在所有持有它的 std::shared_ptr 销毁之前都不会被释放。

1c) std::weak_ptr

显示答案

当需要访问由 std::shared_ptr 管理对象，但又不希望 std::shared_ptr 的生命周期与 std::weak_ptr 的生命周期绑定时，应使用 std::weak_ptr。

1d) std::auto_ptr

显示答案

std::auto_ptr 已被弃用，并在 C++17 中被移除。不应再使用它。

2.解释移动语义为何围绕右值展开。

显示解答

由于右值是临时对象，我们知道它们在使用后会被销毁。当按值传递或返回右值时，复制对象再销毁原件的做法效率低下。相反，我们可以直接移动（窃取）右值的资源，这种方式通常更高效。

3.下列代码存在何种问题？请按最佳实践规范更新程序。

3a)

#include <iostream>
#include <memory> // for std::shared_ptr

class Resource
{
public:
	Resource() { std::cout << "Resource acquired\n"; }
	~Resource() { std::cout << "Resource destroyed\n"; }
};

int main()
{
	auto* res{ new Resource{} };
	std::shared_ptr<Resource> ptr1{ res };
	std::shared_ptr<Resource> ptr2{ res };

	return 0;
}

显示解决方案

ptr2 是从 res 创建的，而非从 ptr1 创建。这意味着现在存在两个 std::shared_ptr，各自独立尝试管理该资源（彼此互不知情）。当其中一个超出作用域时，另一个将持有悬空指针。

应改为用ptr1初始化ptr2而非res。这样ptr1和ptr2就能共享res的所有权。应使用std::make_shared()替代手动动态分配。

#include <iostream>
#include <memory> // for std::shared_ptr

class Resource
{
public:
	Resource() { std::cout << "Resource acquired\n"; }
	~Resource() { std::cout << "Resource destroyed\n"; }
};

int main()
{
	auto ptr1{ std::make_shared<Resource>() };
	auto ptr2{ ptr1 };

	return 0;
}