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Affected files: 02. PARA/03. Resources(資源)/C++17/智慧指標.md
This commit is contained in:
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unique_ptr與shared_ptr都是智慧指標,箱對於原本的raw pointer,智慧指標使用起來更方便,也不用擔心delete的問題。
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[`unique_ptr`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr)與[`shared_ptr`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr)都是智慧指標,箱對於原本的raw pointer,智慧指標使用起來更方便,也不用擔心delete的問題。
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## unique_ptr
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[`unique_ptr`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr)的特點是,它保證在一個時間內,只會有一個指標的擁有者,也就是這個指標不能被複製跟移動,當`unique_ptr`離開它的scope時候,它所擁有的指標也隨之被delete。這讓你不用擔心memory leak的問題。
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假設我們有一個class叫`BigBuffer`,原本分配記憶體的方法:
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`unique_ptr` 的特點是,它保證在一個時間內,只會有一個指標的擁有者,也就是這個指標不能被複製跟移動,當 `unique_ptr` 離開它的scope時候,它所擁有的指標也隨之被delete。這讓你不用擔心memory leak的問題。
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假設我們有一個class叫 `BigBuffer` ,原本分配記憶體的方法:
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```cpp
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BigBuffer* bigBuf = new BigBuffer(bufferSize);
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// Use buffer here
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delete bigBuf;
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```
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用`unique_ptr`:
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用 `unique_ptr`:
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```cpp
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auto bigBuf = std::make_unique<BigBuffer>(bufferSize);
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// Use buffer here
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// bigBuf will be released when exiting scope
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```
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我們統一用[`std::make_unique<>`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr/make_unique)這個template function來建立`unique_ptr`,角括號`<>`裡面要帶入你要建立的型別,後面的括號`()`就是型別的constructor,使用起來跟`new`是一樣的。
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因為`std::make_unique<>`裡面已經有表明型別了,所以變數就用`auto`就可以了,不用再寫一次型別。
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我們統一用[`std::make_unique<>`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr/make_unique)這個template function來建立 `unique_ptr` ,角括號 `<>` 裡面要帶入你要建立的型別,後面的括號 `()` 就是型別的constructor,使用起來跟 `new` 是一樣的。
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因為 `std::make_unique<>` 裡面已經有表明型別了,所以變數就用 `auto` 就可以了,不用再寫一次型別。
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一旦`unique_ptr`建立之後,使用起來就跟一般指標沒有兩樣,都是用`->`來操作:`bigBuf->setXXX()` or `bigBuf->getXXX()`。
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但是別忘記`unique_ptr`本身還是一個local variable,所以我們可以用`.`來操作`unique_ptr`,例如我們可以用`.reset()`重新配一個指標:
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一旦 `unique_ptr` 建立之後,使用起來就跟一般指標沒有兩樣,都是用 `->` 來操作:`bigBuf->setXXX()` or `bigBuf->getXXX()`。
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但是別忘記 `unique_ptr` 本身還是一個local variable,所以我們可以用 `.` 來操作 `unique_ptr` ,例如我們可以用 `.reset()` 重新配一個指標:
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```cpp
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bigBuf.reset(std::make_unique<BigBuffer>(bufferSizeLarger));
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```
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這時候舊指標會自動delete,然後指向新的指標(如果記憶體分配有成功的話),或者指向`nullptr`(記憶體分配失敗)。
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如果單純想要釋放指標,那就單純的呼叫`reset()`就好。
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這時候舊指標會自動delete,然後指向新的指標(如果記憶體分配有成功的話),或者指向 `nullptr` (記憶體分配失敗)。
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如果單純想要釋放指標,那就單純的呼叫 `reset()` 就好。
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```cpp
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bigBuf.reset(); // Now I'm nullptr
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```
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@@ -40,16 +40,16 @@ auto intArray = std::make_unique<int[]>(1024);
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intArray[5] = 555;
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```
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不過對於陣列的操作更建議使用`std::array`。
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不過對於陣列的操作更建議使用 `std::array` 。
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如果有什麼特殊原因讓你決定不再讓`unique_ptr`來幫你管理指標,可以用`release()`來讓出指標:
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如果有什麼特殊原因讓你決定不再讓 `unique_ptr` 來幫你管理指標,可以用 `release()` 來讓出指標:
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```cpp
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auto intArray = std::make_unique<int[]>(1024);
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int* intArrayRaw = intArray.release(); // Now I don't care anymore
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```
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但是這時候呼叫`delete[]`(或`delete`)的責任又回到你身上了。所以千萬不要把`release()`跟`reset()`搞混了。
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但是這時候呼叫 `delete[]` (或 `delete` )的責任又回到你身上了。所以千萬不要把 `release()` 跟 `reset()` 搞混了。
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`unique_ptr`不能被複製跟移動,所以下列的寫法都編不過:
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`unique_ptr` 不能被複製跟移動,所以下列的寫法都編不過:
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```cpp
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auto ptr1 = std::make_unique<int>(5);
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std::unique_ptr<int> ptr2(ptr1); // Error
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@@ -60,27 +60,27 @@ std::unique_ptr<int> ptr2 = ptr1; // Error
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## shared_ptr
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建立一個[`shared_ptr`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr)是使用[`std::make_shared()`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr/make_shared):
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建立一個 `shared_ptr` 是使用[`std::make_shared()`](https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr/make_shared):
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```cpp
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auto myBuf = std::make_shared<BigBuffer>(bufferSize);
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```
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但是`shared_ptr`可以被複製與移動,這是跟`unique_ptr`的差別:
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但是 `shared_ptr` 可以被複製與移動,這是跟 `unique_ptr` 的差別:
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```cpp
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auto myBuf = std::make_shared<BigBuffer>(bufferSize);
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std::shared_ptr<BigBuffer> bufCopy = myBuf;
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```
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現在bufCopy跟myBuf都指向同一個指標,他們都可以操作這個指標:
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現在 bufCopy 跟 myBuf 都指向同一個指標,他們都可以操作這個指標:
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```cpp
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myBuf->setZero(startAddr, endAddr);
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bufCopy->setOne(startAddr, endAddr);
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```
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`shared_ptr`內部有一個參考記數(reference count)來紀錄它所擁有的指標已經分享給幾個變數了,只要有變數離開了他的scope,參考記數就會減少,反之,要是像上面那樣有人複製指標,參考記數就會增加,參考記數歸0的時候,指標就會被釋放。
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`shared_ptr` 內部有一個參考記數(reference count)來紀錄它所擁有的指標已經分享給幾個變數了,只要有變數離開了他的scope,參考記數就會減少,反之,要是像上面那樣有人複製指標,參考記數就會增加,參考記數歸0的時候,指標就會被釋放。
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有了`shared_ptr`我們就不必擔心delete的責任問題:
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有了 `shared_ptr` 我們就不必擔心 delete 的責任問題:
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```cpp
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std::shared_ptr<BigBuffer> getBuffer(int32_t bufferSize) {
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return std::make_shared<BigBuffer>(bufferSize);
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@@ -94,6 +94,6 @@ int main() {
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} // myBuf delete memory here
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```
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`shared_ptr`有一個問題是可以會「循環參考」(cyclic references),也就是share_ptr A指向另一個share_ptr B,然後share_ptr B又指向share_ptr A,這造成參考記數(reference count)不會減少而永遠無法釋出指標。這個是需要注意的。
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`shared_ptr` 有一個問題是可以會「循環參考」(cyclic references),也就是 share_ptr A 指向另一個 share_ptr B ,然後 share_ptr B 又指向 share_ptr A,這造成參考記數(reference count)不會減少而永遠無法釋出指標。這個是需要注意的。
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但是`shared_ptr`還是讓記憶體的管理問題減少很多,應該用`shared_ptr`來代替`new` & `delete`。
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但是 `shared_ptr` 還是讓記憶體的管理問題大大減少,應該用 `shared_ptr` 來代替 `new` & `delete` 。
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