Bagaimanakah penunjuk pintar (unik_ptr, shared_ptr, lemah_ptr) berfungsi di c dan kapan saya harus menggunakannya?

Bagaimanakah penunjuk pintar (unik_ptr, shared_ptr, lemah_ptr) berfungsi di c dan kapan saya harus menggunakannya?

Pointer pintar di C pada dasarnya adalah kelas yang bertindak seperti petunjuk tetapi secara automatik menguruskan memori yang mereka tunjuk. Mereka membantu mencegah kebocoran memori dan penunjuk menggantung, isu biasa dengan penunjuk mentah. Mereka mencapai ini melalui RAII (pengambilalihan sumber adalah permulaan): Sumber (memori) diperoleh apabila penunjuk pintar dibuat dan dikeluarkan secara automatik apabila penunjuk pintar keluar dari skop atau secara eksplisit dipadamkan.

Terdapat tiga jenis utama petunjuk pintar di C:

• unique_ptr : Ini mewakili pemilikan eksklusif objek yang diperuntukkan secara dinamik. Hanya satu unique_ptr yang boleh menunjuk kepada objek yang diberikan pada bila -bila masa. Apabila unique_ptr keluar dari skop, objek yang ditunjuknya akan dipadamkan secara automatik. Anda harus menggunakan unique_ptr apabila anda memerlukan pemilikan tunggal sumber dan ingin memastikan ia dibersihkan secara automatik. Secara umumnya pilihan pilihan untuk kebanyakan situasi di mana anda memerlukan pengurusan memori automatik. unique_ptr tidak membenarkan menyalin, hanya bergerak.
• shared_ptr : Ini membolehkan pemilikan bersama objek yang diperuntukkan secara dinamik. Pelbagai objek shared_ptr boleh menunjuk kepada objek yang sama. Kaunter rujukan dalaman menjejaki bilangan shared_ptr s menunjuk ke objek. Apabila kiraan rujukan jatuh ke sifar, objek akan dipadamkan secara automatik. Gunakan shared_ptr apabila beberapa bahagian kod anda perlu mengakses dan menguruskan objek yang sama.
• weak_ptr : Ini memberikan rujukan yang tidak memiliki objek yang diuruskan oleh shared_ptr . Ia tidak meningkatkan kiraan rujukan. A weak_ptr boleh digunakan untuk memeriksa sama ada objek masih wujud sebelum cuba mengaksesnya, mencegah masalah penunjuk yang berpotensi. Gunakan weak_ptr apabila anda perlu memerhatikan kitaran hayat objek yang diuruskan oleh shared_ptr tanpa menjejaskan hayatnya. Anda mesti menggunakan .lock() untuk mendapatkan shared_ptr dari weak_ptr ; Ini akan mengembalikan shared_ptr jika objek masih wujud, atau shared_ptr kosong sebaliknya.

Bila Menggunakan Yang:

• Gunakan unique_ptr untuk senario pemilikan tunggal, menawarkan prestasi dan kesederhanaan terbaik.
• Gunakan shared_ptr apabila pemilik berganda diperlukan, tetapi berhati -hati dengan overhead pengiraan rujukan.
• Gunakan weak_ptr untuk memerhatikan objek dengan selamat yang diuruskan oleh shared_ptr tanpa mempengaruhi seumur hidup mereka.

Apakah perbezaan utama antara unique_ptr , shared_ptr , dan weak_ptr dari segi pemilikan dan pengurusan ingatan?

Perbezaan teras terletak pada semantik pemilikan mereka:

• unique_ptr : Pemilikan eksklusif. Hanya satu unique_ptr yang boleh menunjuk kepada objek tertentu pada satu masa. Objek dipadamkan apabila unique_ptr dimusnahkan. Tiada pengiraan rujukan yang terlibat. Pemilikan boleh dipindahkan menggunakan std::move .
• shared_ptr : Pemilikan bersama. Pelbagai shared_ptr s boleh menunjuk kepada objek yang sama. Kiraan rujukan dalaman menjejaki bilangan shared_ptr s. Objek dipadam apabila kiraan rujukan mencapai sifar. Ini memperkenalkan overhead berbanding dengan unique_ptr .
• weak_ptr : rujukan tidak milik. A weak_ptr tidak menjejaskan kiraan rujukan objek yang dirujuknya. Ia digunakan untuk memeriksa sama ada objek masih wujud sebelum cuba mengakses. Ia menyediakan cara untuk memecahkan kebergantungan bulat antara shared_ptr s.

Dari segi pengurusan ingatan, unique_ptr menawarkan pendekatan yang paling mudah, manakala shared_ptr melibatkan overhead mengekalkan kiraan rujukan. weak_ptr tidak secara langsung menguruskan memori tetapi membantu mencegah penunjuk menggantung dalam senario yang melibatkan pemilikan bersama.

Bagaimanakah saya boleh mengelakkan kebocoran ingatan dan penunjuk menggantung apabila menggunakan petunjuk pintar di C?

Penunjuk pintar dengan ketara mengurangkan risiko kebocoran ingatan dan penunjuk menggantung, tetapi penggunaan yang berhati -hati masih penting:

• Elakkan penunjuk mentah apabila mungkin: lebih suka penunjuk pintar untuk menguruskan memori yang diperuntukkan secara dinamik.
• Penggunaan std::move : Apabila memindahkan pemilikan unique_ptr , gunakan std::move untuk mengelakkan menyalin dan memastikan unique_ptr asalnya semula.
• Pengesanan kitaran yang berhati -hati: Ketergantungan bulat antara shared_ptr S boleh menyebabkan kebocoran memori. Gunakan weak_ptr untuk memecahkan kitaran ini. Jika objek A mempunyai shared_ptr untuk objek b, dan objek b mempunyai shared_ptr untuk membantah A, tidak akan pernah dipadam. Menggunakan weak_ptr dalam salah satu hubungan ini memecahkan kitaran.
• Keselamatan Pengecualian: Memastikan pengendalian pengecualian yang betul untuk mencegah kebocoran sekiranya pengecualian semasa penciptaan objek atau manipulasi. Sekiranya pengecualian berlaku sebelum penunjuk pintar dibuat, tiada kebocoran akan berlaku; Sekiranya pengecualian berlaku selepas penunjuk pintar dibuat, pemusnah penunjuk pintar akan dibersihkan secara automatik.
• Inisialisasi yang betul: Sentiasa memulakan penunjuk pintar, mengelakkan penunjuk null melainkan jika dimaksudkan secara jelas.

Apakah implikasi prestasi menggunakan pelbagai jenis petunjuk pintar dalam aplikasi C?

Prestasi penunjuk pintar berbeza -beza bergantung kepada jenis dan penggunaan:

• unique_ptr : Umumnya mempunyai overhead terendah kerana ia tidak melibatkan pengiraan rujukan. Ia adalah pilihan yang paling prestasi.
• shared_ptr : Mempunyai overhead yang lebih tinggi disebabkan oleh operasi kenaikan dan pengurangan atom pada kiraan rujukan. Overhead ini boleh menjadi penting dalam bahagian-bahagian prestasi kritikal kod atau dengan pengubahsuaian yang kerap kepada pemilikan bersama.
• weak_ptr : Mempunyai overhead yang agak rendah berbanding shared_ptr kerana ia tidak mengekalkan kiraan rujukan. Walau bagaimanapun, dengan menggunakan .lock() untuk mengakses objek yang diuruskan memperkenalkan kos prestasi kecil.

Ringkasnya: unique_ptr adalah yang paling berkesan, diikuti oleh weak_ptr , dan shared_ptr yang mempunyai overhead tertinggi. Pilihan penunjuk pintar harus didorong oleh keperluan pemilikan dan pertimbangan prestasi. Jika prestasi adalah yang paling penting dan pemilikan tunggal mencukupi, unique_ptr adalah pemenang yang jelas. Sekiranya pemilikan bersama diperlukan, kos prestasi shared_ptr mesti dinilai dengan teliti terhadap manfaat pemilikan bersama.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah penunjuk pintar (unik_ptr, shared_ptr, lemah_ptr) berfungsi di c dan kapan saya harus menggunakannya?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!