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智能指针与弱引用详解

智能 详解 引用 指针
2023-06-13 09:15:05 时间

在android中可以广泛看到的template<typenameT>classSp句柄类实际上是android为实现垃圾回收机制的智能指针。智能指针是c++中的一个概念，因为c++本身不具备垃圾回收机制，而且指针也不具备构造函数和析构函数，所以为了实现内存(动态存储区)的安全回收，必须对指针进行一层封装，而这个封装就是智能指针，其实说白了，智能指针就是具备指针功能同时提供安全内存回收的一个类。当然，智能指针的功能还不只这些，想了解更多大家可以去研究下～

智能指针有很多实现方式，android中的sp句柄类实际上就是google实现的一种强引用的智能指针。我没有仔细看androidsp的实现方式，但其基本原理是固定的，现在我们从一个相对简单的例子来看智能指针的实现：

首先看一个最简单的对指针的封装：

复制代码代码如下:

Template<typenameT>

classSmartPtr{

public:

SmartPtr(T*p=0):ptr(p){}

~SmartPtr(){deleteptr;}

private:

T＊ptr;

};


通过上面的封装，我们就可以用下面的方式来使用SmartPtr而不需要担心内存泄露的问题：

SmartPtr<int>pointer(newint);
*(pointer.ptr)=10;

为了方便使用，我们可以对操作符进行重载，让智能指针的操作更像是指针：

T＆operator*(){return*ptr}
T*operator->(){returnptr}

经过上面的重载，我们就可以像使用真正的指针一样而不需要去解决内存泄露问题。

因为智能指针封装了指针，所以必须为其实现拷贝构造函数和“＝”操作符重载。因为如果不提供这两个函数，当上面的智能指针进行赋值的时候必然会使指针指向同一个区域，一旦析构的话会导致同一个指针被delete两次。

在这里，拷贝构造函数的实现是有技巧的，使用拷贝构造函数创建一个新的只能指针时，并不建立新的对象，而是让新的智能指针指向同一个对象，实际上就是常说的浅复制。但是这样的话就会导致多个指针指向同一块内存区域，当调用析构函数的时候如何来保证同一块内存区域只会被delete一次呢，这里实现的方法有很多，最常用的是引数控制。即在智能指针中加入一个计数器，每次增加一个对内存区域的强引用，则计数器加一，当计数器为0时，这个对象就可以被删除了,这个计数器采用动态分配跟指针分开存储,因为这个计数器是多个智能指针需要共享的：

复制代码代码如下:

Template<typenameT>

classSmartPtr{

public:

SmartPtr(T*p=0):ptr(p){count=newint(1);}//第一次创建的时候，引数肯定是1

SmartPtr(constSmartPtr&rhs):ptr(rhs.ptr),count(rhs.count){++*rhs.count;}

T＆operator*(){return*ptr}

T*operator->(){returnptr}

SmartPtr＆operator=(constSmartPtr&rhs){

if(ptr==rhs.ptr)

return*this;

if(--*count==0){

deleteptr;

deletecount;

}

++*rhs.count;

count=rhs.count;

ptr=rhs.ptr;

}

~SmartPtr(){

if(--*count==0)

deleteptr;

deletecount;

}

private:

T＊ptr;

int＊count;

};


这样，一个智能指针就基本成形了，当然这只是最简单的智能指针，商业库提供的智能指针都提供非常强大的功能，如果能仔细研究透了android在这方面的实现，应该在c++内存控制方面很有长进～～暂时还没有时间，还要顺着camera往下看，有牛人懂的话email多指教哈～～

出了智能指针sp外，android里面还出现了wp这个指针类，实际上他是一个弱引用类型的指针类，弱引用是在.net以及java中经常用到的，弱引用是一个对象引用的持有者，使用弱引用后可以维持对对象的引用，但是不会阻止其被垃圾回收。如果一个对象只有弱引用了，那它就成为被垃圾回收的候选对象，就像没有剩余的引用一样，而且一旦对象被删除，所有的弱引用也会被清楚。弱引用适合那些数据成员特别多，而且重新创建又相对容易的类，也就是俗称的胖子类，建立弱引用可以引用对象，但也不阻止其被垃圾回收，在内存的使用方面取得一定的平衡。

在android中wp类里面的promote函数实际上就是将一个弱引用升级为一个强引用。不管是sp还是wp，实际上都是android利用现有的c++特性来解决内存使用和回收的一种手段。

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