2) 考虑下面这种用法:
-
int* pa = new int[10];
-
auto_ptr<int> ap(pa);
因为auto_ptr的析构函数中删除指针用的是delete,而不是delete [],所以我们不应该用auto_ptr来管理一个数组指针。
3) 构造函数的explicit关键词有效阻止从一个“裸”指针隐式转换成auto_ptr类型。
4) 因为C++保证删除一个空指针是安全的, 所以我们没有必要把析构函数写成:
-
~auto_ptr() throw()
-
{
-
if(ap) delete ap;
-
}
-
2.2 拷贝构造函数与重载运算符=
与引用计数型智能指针不同的,auto_ptr要求其对“裸”指针的完全占有性。也就是说一个”裸“不能同时被两个以上的auto_ptr所拥有。那么,在拷贝构造或赋值操作时,我们必须作特殊的处理来保证这个特性。auto_ptr的做法是“所有权转移”,即拷贝或赋值的源对象将失去对“裸”的所有权,所以,与一般,不同, auto_ptr的拷贝构造函数,的参数为引用而不是常引用(const reference).当然,一个auto_ptr也不能同时拥有两个以上的“裸”指针,所以,拷贝或赋值的目标对象将先释放其原来所拥有的对象。
这里的注意点是:
1) 因为一个auto_ptr被拷贝或被赋值后, 其已经失去对原对象的所有权,这个时候,对这个auto_ptr的提领(dereference)操作是不安全的。如下:
-
int* p = new int(0);
-
auto_ptr<int> ap1(p);
-
auto_ptr<int> ap2 = ap1; //调用拷贝构造函数,将ap1对p的使用权给ap2,ap1不再占用
-
cout << *ap1; //错误,此时ap1只剩一个null指针在手了
这种情况较为隐蔽的情形出现在将auto_ptr作为函数参数按值传递,因为在过程中在函数的中会产生一个局部对象来接收传入的auto_ptr(拷贝构造),这样,传入的auto_ptr就失去了其对原对象的所有权,而该对象会在函数退出时被局部auto_ptr删除。如下:
-
void f(auto_ptr<int> ap){cout<<*ap;}
-
auto_ptr<int> ap1(new int(0));
-
f(ap1);
-
cout << *ap1; //错误,经过f(ap1)函数调用,ap1已经不再拥有任何对象了。
因为这种情况太隐蔽,太容易出错了, 所以auto_ptr作为函数参数按值传递是一定要避免的。或许大家会想到用auto_ptr的或引用作为函数参数或许可以,但是仔细想想,我们并不知道在函数中对传入的auto_ptr做了什么, 如果当中某些操作使其失去了对对象的所有权, 那么这还是可能会导致致命的执行期错误。 也许,用const reference的形式来传递auto_ptr会是一个不错的选择。
2)我们可以看到与赋值函数都提供了一个成员模板在不覆盖“正统”版本的情况下实现auto_ptr的隐式转换。如我们有以下两个类
-
class base{};
-
class derived: public base{};
那么下列代码就可以通过,实现从auto_ptr到auto_ptr的隐式转换,因为derived*可以转换成base*类型
-
auto_ptr<base> apbase = auto_ptr<derived>(new derived);
3) 因为auto_ptr不具有值语义(value semantic), 所以auto_ptr不能被用在stl标准容器中。
所谓值语义,是指符合以下条件的类型(假设有类A):
-
A a1;
-
A a2(a1);
-
A a3;
-
a3 = a1;
-
// 那么
-
a2 == a1, a3 == a1
很明显,auto_ptr不符合上述条件,而我们知道stl标准容器要用到大量的拷贝赋值操作,并且假设其操作的类型必须符合以上条件。
2.3 提领操作(dereference)
提领操作有两个操作, 一个是返回其所拥有的对象的引用, 另一个是则实现了通过auto_ptr调用其所拥有的对象的成员。如:
-
struct A
-
{
-
void f();
-
}
-
auto_ptr<A> apa(new A);
-
(*apa).f();
-
apa->f();
当然, 我们首先要确保这个确实拥有某个对象,否则,这个操作的行为即对空指针的提领是未定义的。
2.4 辅助函数
1) get用来显式的返回auto_ptr所拥有的。我们可以发现,标准库提供的auto_ptr既不提供从“裸”到auto_ptr的隐式转换(为explicit),也不提供从auto_ptr到“裸”指针的隐式转换,从使用上来讲可能不那么的灵活,考虑到其所带来的安全性还是值得的。
2) release,用来转移所有权
3) reset,用来接收所有权,如果接收所有权的auto_ptr如果已经拥有某对象,必须先释放该对象。
2.5 特殊转换
这里提供一个辅助类auto_ptr_ref来做特殊的转换,按照标准的解释, 这个类及下面4个函数的作用是:使我们得以拷贝和赋值non-const auto_ptrs, 却不能拷贝和赋值const auto_ptrs. 我无法非常准确的理解这两句话的意义,但根据我们观察与试验,应该可以这样去理解:没有这些代码,我们本来就可以拷贝和赋值non-const的auto_ptr和禁止拷贝和赋值const的auto_ptr的功能, 只是无法拷贝和赋值临时的auto_ptr(右值), 而这些辅助代码提供某些转换,使我们可以拷贝和赋值临时的auto_ptr,但并没有使const的auto_ptr也能被拷贝和赋值。如下:
-
auto_ptr<int> ap1 = auto_ptr<int>(new int(0));
-
1
-
auto_ptr<int>(new int(0))
是一个临时对象,一个右值,一般的当然能拷贝右值,因为其参数类别必须为一个const reference, 但是我们知道,auto_ptr的拷贝函数其参数类型为reference,所以,为了使这行代码能通过,我们引入auto_ptr_ref来实现从右值向的转换。其过程为:
1) ap1要通过拷贝 auto_ptr(new int(0))来构造自己
2) auto_ptr(new int(0))作为右值与现有的两个参数类型都无法匹配,也无法转换成该种参数类型
3) 发现辅助的auto_ptr(auto_ptr_ref rhs) throw()
4) 试图将auto_ptr(new int(0))转换成auto_ptr_ref
5) 发现operator auto_ptr_ref() throw(), 转换成功,从而拷贝成功。
从而通过一个间接类成功的实现了拷贝构造右值(临时对象)
同时,这个辅助方法不会使const auto_ptr被拷贝, 原因是在第5步, 此为non-const的,我们知道,const对象是无法调用non-const成员的, 所以转换失败。当然, 这里有一个问题要注意, 假设你把这些辅助转换的代码注释掉,该行代码还是可能成功编译,这是为什么呢?debug一下, 我们可以发现只调用了一次,而并没有被调用,原因在于将掉了。这种类型优化叫做returned value optimization,它可以有效防止一些无意义的临时对象的构造。当然,前提是你的要支持returned value optimization。
三、auto_ptr实例
3.1 对auto_ptr模板类的基本函数的使用:
-
#include<iostream>
-
#include<memory>
-
using namespace std;
-
-
class Simple
-
{
-
public:
-
Simple(int param)
-
{
-
number=param;
-
cout<<"Simple constructor:"<<number<<endl;
-
}
-
~Simple()
-
{
-
cout<<"~Simple:"<<number<<endl;
-
}
-
void PrintSomething()
-
{
-
cout<<"PrintSomething:"<<endl;
-
}
-
-
int number;
-
};
-
-
void TestAutoPtr()
-
{
-
-
auto_ptr<Simple> my_memory(new Simple(1));
-
if(my_memory.get())
-
{
-
my_memory->PrintSomething(); //对重载操作符->的使用
-
my_memory.get()->PrintSomething(); //对函数get()及重载操作符->的使用
-
cout<<(*my_memory).number<<endl; //对重载操作符*的使用
-
}
-
Simple *ss= my_memory.release();
-
my_memory->PrintSomething(); //在上句my_memory.release()让出了所有权,不太懂为什么这句话还是能正常执行????
-
delete ss; //若未加此句,则不会调用析构函数
-
}
-
-
int main()
-
{
-
TestAutoPtr();
-
return 0;
-
}
运行结果如下:
3.2 拷贝构造函数与重载运算符=的实例
-
#include<iostream>
-
#include<memory>
-
using namespace std;
-
-
class Simple
-
{
-
public:
-
Simple(int param)
-
{
-
number=param;
-
cout<<"Simple constructor:"<<number<<endl;
-
}
-
~Simple()
-
{
-
cout<<"~Simple:"<<number<<endl;
-
}
-
void PrintSomething()
-
{
-
cout<<"PrintSomething:"<<endl;
-
}
-
-
int number;
-
};
-
-
void TestAutoPtr()
-
{
-
-
auto_ptr<Simple> my_memory(new Simple(1));
-
auto_ptr<Simple> my_memory2=my_memory; //调用拷贝构造函数
-
-
cout<<(*my_memory2).number<<endl;
-
my_memory->PrintSomething(); //??不是应该崩溃的吗?但运行结果却没有,没有弄懂????
-
-
}
-
-
int main()
-
{
-
TestAutoPtr();
-
return 0;
-
}
运行结果如下:
小结:通过上面两个例子,却发现实际运行结果和我通过auto_ptr的源码的理解,出现了不一样的结论。在此先留着,以后研究透了再来修正。