shared_ptr和动态数组
std::shared_ptr
智能指针是c++11一个相当重要的特性,可以极大地将开发者从资源申请/释放的繁重劳动中解放出来。
然而直到c++17前std::shared_ptr
都有一个严重的限制,那就是它并不支持动态数组:
#include <memory> std::shared_ptr<int[]> sp1(new int[10]()); // 错误,c++17前不能传递数组类型作为shared_ptr的模板参数 std::unique_ptr<int[]> up1(new int[10]()); // ok, unique_ptr对此做了特化 std::shared_ptr<int> sp2(new int[10]()); // 错误,可以编译,但会产生未定义行为,请不要这么做
sp1
错误的原因很明显,然而sp2
的就没有那么好找了,究其原因,是因为std::shared_ptr
对非数组类型都使用delete p
释放资源,显然这对于new int[10]
来说是不对的,对它应该使用delete [] p
。
其实c++17前的解决方案并不复杂,我们可以借助std::default_delete
,它用于提供对应类型的正确的delete操作:
std::shared_ptr<int> sp3(new int[10](), std::default_delete<int[]>());
现在我们提供了正确的delete操作,可以放心地使用了。
不过这么做的缺点也是很明显的:
- 我们想管理的值是int[]类型的,然而事实上传给模板参数的是int
- 需要显示提供delete functor
- 不能使用
std::make_shared
,无法保证异常安全 - c++17前shared_ptr未提供
opreator[]
,所以当需要类似操作时不得不使用sp3.get()[index]
的形式
事实上共享一片连续分配内存的需求是极为常见的,所以为了修正上述缺陷,c++17以及即将推出的c++2a对std::shared_ptr
做了完善。
先说c++17的改进,shared_ptr增加了opreator[]
,并可以使用int[]
类的数组类型做模板参数,所以sp3
的定义可以简化了:
std::shared_ptr<int[]> sp3(new int[10]());
对于访问分配的空间,可以将sp3.get()[index]
替换为sp3[index]
。看个具体的例子:
#include <iostream> #include <memory> int main() { std::shared_ptr<int[]> sp(new int[5]()); for (int i = 0; i < 5; ++i) { sp[i] = (i+1) * (i+1); } for (int i = 0; i < 5; ++i) { std::cout << sp[i] << std::endl; } }
我们分配一个有5个int元素的动态数组,然后分别赋值1-5的平方,然后输出:
g++ -wall -std=c++17 test.cpp ./a.out 1 4 9 16 25
使用被极大得简化了,然而还是有点问题,那就是无法使用std::make_shared
,而我们除非指定自己的delete functor,否则我们应该尽量使用std::make_shared
。
所以c++20对此做了改进:
auto up2 = std::make_unique<int[]>(10); // 从c++14开始,分配一个管理有10个int元素的动态数组的unique_ptr // c++2a中你可以这样写,与上一句相似,只不过返回的是shared_ptr auto sp3 = std::make_shared<int[]>(10);
在我的编译器上(gcc 8.2.1)还不能支持这一特性,所以很遗憾得不能提供演示了。
不过等c++2a(很可能就叫c++20)发布后std::shared_ptr
就能安全而便捷地管理动态数组了。