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如何使用 C++ STL 实现对象的生命周期管理？

王林

发布： 2024-06-04 18:13:07

原创

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STL 提供以下方法实现 C++ 中对象生命周期管理：容器所有权：容器拥有其元素，超出作用域时自动销毁。智能指针：unique_ptr：独占所有权，超出作用域时销毁指向的对象。shared_ptr：共享所有权，所有引用都超出作用域后销毁对象。手动内存管理：new 和 delete：直接分配和释放内存。析构函数：超出作用域时释放资源。

如何使用 C++ STL 实现对象的生命周期管理？

如何使用 C++ STL 实现对象的生命周期管理

C++ 标准模板库（STL）提供了一组机制来处理对象的创建、销毁以及所有权。有效利用 STL 容器和算法可以实现自动对象生命周期管理，减少手动管理内存的开销。

1. 容器所有权

STL 容器（例如 vector、list 和 map）默认拥有其元素。这意味着容器负责在超出作用域时销毁这些元素。这种所有权模型简化了内存管理，因为开发人员不必手动释放元素的内存。

实战案例：

// 创建一个包含字符串的 vector
std::vector<std::string> names {"John", "Jane", "Peter"};

// names 由 vector 拥有，超出作用域时自动销毁

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2. 智能指针

STL 提供了智能指针，例如 unique_ptr 和 shared_ptr，可以更好地控制对象的生命周期。

unique_ptr：独占所有权，防止同一对象被多个指针引用。当 unique_ptr 超出作用域时，它会自动释放指向的对象。
shared_ptr：共享所有权，允许多个指针引用同一对象。当所有 shared_ptr 都超出作用域时，对象才会被销毁。

实战案例：

// 使用 unique_ptr 拥有一个 Person 对象
std::unique_ptr<Person> person = std::make_unique<Person>("John");

// 当 person 超出作用域时，Person 对象自动销毁

// 使用 shared_ptr 从 Person 对象中创建多个引用
std::shared_ptr<Person> person1 = std::make_shared<Person>("John");
std::shared_ptr<Person> person2 = person1;

// 当 person1 和 person2 都超出作用域后，Person 对象自动销毁

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3. 手动内存管理

虽然 STL 容器和智能指针鼓励使用自动内存管理，但有时也需要手动管理内存。例如，当需要直接访问底层指针或控制对象的精确销毁时机时。

new 和 delete：可以直接分配和释放内存。
析构函数：在对象超出作用域时调用析构函数，释放分配的任何资源。

实战案例：

// 使用 new 分配一个 int 数组
int* array = new int[10];

// 不要忘记用 delete 释放数组的内存
delete[] array;

// 定义一个自定义类型的析构函数来释放资源
struct MyObject {
    ~MyObject() {
        // 在这里释放资源
    }
};

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