Пример использования shared_ptr?

Question 1

Привет, я сегодня задал вопрос о том, как вставлять разные типы объектов в один и тот же векторный массив, и мой код в этом вопросе был

 gate* G[1000];
G[0] = new ANDgate() ;
G[1] = new ORgate;
//gate is a class inherited by ANDgate and ORgate classes
class gate
{
 .....
 ......
 virtual void Run()
   {   //A virtual function
   }
};
class ANDgate :public gate 
  {.....
   .......
   void Run()
   {
    //AND version of Run
   }  

};
 class ORgate :public gate 
  {.....
   .......
   void Run()
   {
    //OR version of Run
   }  

};      
//Running the simulator using overloading concept
 for(...;...;..)
 {
  G[i]->Run() ;  //will run perfectly the right Run for the right Gate type
 }

и я хотел использовать векторы, поэтому кто-то написал, что я должен это сделать:

std::vector<gate*> G;
G.push_back(new ANDgate); 
G.push_back(new ORgate);
for(unsigned i=0;i<G.size();++i)
{
  G[i]->Run();
}

но затем он и многие другие предложили мне использовать контейнеры указателей Boost
или shared_ptr. Я провел последние 3 часа, читая эту тему, но документация мне кажется довольно сложной. **** Может ли кто-нибудь дать мне небольшой пример shared_ptrиспользования кода и почему они предложили использовать shared_ptr. Также существуют другие типы, такие как ptr_vector, ptr_listи ptr_deque** **

Edit1: Я тоже читал пример кода, который включал:

typedef boost::shared_ptr<Foo> FooPtr;
.......
int main()
{
  std::vector<FooPtr>         foo_vector;
........
FooPtr foo_ptr( new Foo( 2 ) );
  foo_vector.push_back( foo_ptr );
...........
}

И я не понимаю синтаксиса!

Question 2

Использование a vectorиз shared_ptrисключает возможность утечки памяти из-за того, что вы забыли пройти по вектору и вызвать deleteкаждый элемент. Давайте рассмотрим немного измененную версию примера построчно.

typedef boost::shared_ptr<gate> gate_ptr;

Создайте псевдоним для типа общего указателя. Это позволяет избежать уродства языка C ++, которое возникает из-за набора текста std::vector<boost::shared_ptr<gate> >и забвения пробелов между закрывающими знаками «больше» .

    std::vector<gate_ptr> vec;

Создает пустой вектор boost::shared_ptr<gate>объектов.

    gate_ptr ptr(new ANDgate);

Выделите новый ANDgateэкземпляр и сохраните его в shared_ptr. Причина, по которой это делается отдельно, заключается в том, чтобы предотвратить проблему, которая может возникнуть, если операция вызывает ошибку. В этом примере это невозможно. « Рекомендации shared_ptr» Boost объясняют, почему лучше всего выделить в отдельный объект, а не во временный.

    vec.push_back(ptr);

Это создает новый общий указатель в векторе и копирует ptrв него. Подсчет ссылок shared_ptrвнутри гарантирует, что выделенный объект внутри ptrбезопасно передается в вектор.

Что не объясняется, так это то, что деструктор для shared_ptr<gate>обеспечивает удаление выделенной памяти. Здесь можно избежать утечки памяти. Деструктор for std::vector<T>гарантирует, что деструктор for Tвызывается для каждого элемента, хранящегося в векторе. Однако деструктор для указателя (например, gate*) не удаляет выделенную память . Это то, чего вы пытаетесь избежать, используя shared_ptrили ptr_vector.

Question 3

Я добавлю , что одна из важных вещей , о shared_ptr«s это только когда - либо построить их со следующим синтаксисом:

shared_ptr<Type>(new Type(...));

Таким образом, «настоящий» указатель на Typeявляется анонимным для вашей области видимости и удерживается только совместно используемым указателем. Таким образом, вы не сможете случайно использовать этот «настоящий» указатель. Другими словами, никогда не делайте этого:

Type* t_ptr = new Type(...);
shared_ptr<Type> t_sptr ptrT(t_ptr);
//t_ptr is still hanging around!  Don't use it!

Хотя это будет работать, теперь у вас есть Type*указатель ( t_ptr) в вашей функции, который находится за пределами общего указателя. Это опасно использовать t_ptrгде угодно, потому что вы никогда не знаете, когда общий указатель, который его хранит, может его разрушить, и вы получите ошибку.

То же самое касается указателей, возвращаемых вам другими классами. Если класс, который вы не писали, передает вам указатель, обычно небезопасно просто помещать его в shared_ptr. Нет, если вы не уверены, что класс больше не использует этот объект. Потому что, если вы поместите его в a shared_ptr, и он выпадет из области видимости, объект будет освобожден, когда классу он все еще может понадобиться.

Question 4

На мой взгляд, обучение использованию умных указателей - один из самых важных шагов, чтобы стать компетентным программистом на C ++. Как вы знаете, всякий раз, когда вы создаете новый объект, в какой-то момент вы хотите его удалить.

Одна из возникающих проблем заключается в том, что с исключениями может быть очень сложно гарантировать, что объект всегда освобождается только один раз во всех возможных путях выполнения.

Это причина RAII: http://en.wikipedia.org/wiki/RAII

Создание вспомогательного класса с целью убедиться, что объект всегда удаляется один раз на всех путях выполнения.

Пример такого класса: std :: auto_ptr

Но иногда вам нравится делиться объектами с другими. Его следует удалять только тогда, когда его больше никто не использует.

Чтобы помочь с этим, были разработаны стратегии подсчета ссылок, но вам все равно нужно запомнить addref и освободить ref вручную. По сути, это та же проблема, что и new / delete.

Вот почему boost разработал boost :: shared_ptr, умный указатель с подсчетом ссылок, чтобы вы могли делиться объектами и не допускать утечки памяти непреднамеренно.

С добавлением C ++ tr1 теперь он также добавлен в стандарт C ++, но имеет имя std :: tr1 :: shared_ptr <>.

Я рекомендую по возможности использовать стандартный общий указатель. ptr_list, ptr_dequeue и т. д. являются специализированными контейнерами IIRC для типов указателей. Я их пока игнорирую.

Итак, мы можем начать с вашего примера:

std::vector<gate*> G; 
G.push_back(new ANDgate);  
G.push_back(new ORgate); 
for(unsigned i=0;i<G.size();++i) 
{ 
  G[i]->Run(); 
}

Проблема здесь в том, что всякий раз, когда G выходит за пределы области видимости, мы пропускаем 2 объекта, добавленных к G. Давайте перепишем его, чтобы использовать std :: tr1 :: shared_ptr

// Remember to include <memory> for shared_ptr
// First do an alias for std::tr1::shared_ptr<gate> so we don't have to 
// type that in every place. Call it gate_ptr. This is what typedef does.
typedef std::tr1::shared_ptr<gate> gate_ptr;    
// gate_ptr is now our "smart" pointer. So let's make a vector out of it.
std::vector<gate_ptr> G; 
// these smart_ptrs can't be implicitly created from gate* we have to be explicit about it
// gate_ptr (new ANDgate), it's a good thing:
G.push_back(gate_ptr (new ANDgate));  
G.push_back(gate_ptr (new ORgate)); 
for(unsigned i=0;i<G.size();++i) 
{ 
   G[i]->Run(); 
}

Когда G выходит за пределы области видимости, память автоматически восстанавливается.

В качестве упражнения, которым я досадил новичкам в моей команде, я попросил их написать свой собственный класс интеллектуального указателя. Затем, когда вы закончите, немедленно откажитесь от класса и никогда не используйте его снова. Надеюсь, вы приобрели важные знания о том, как работает интеллектуальный указатель. На самом деле волшебства нет.

Question 5

Документация по boost предоставляет довольно хороший начальный пример: пример shared_ptr (на самом деле это вектор интеллектуальных указателей) или shared_ptr doc Следующий ответ Йоханнеса Шауба довольно хорошо объясняет интеллектуальные указатели boost: объяснение интеллектуальных указателей

Идея (в как можно меньшем количестве слов) ptr_vector заключается в том, что он обрабатывает освобождение памяти за сохраненными указателями для вас: допустим, у вас есть вектор указателей, как в вашем примере. При выходе из приложения или выходе из области, в которой определен вектор, вам придется убирать за собой (вы динамически выделяли ANDgate и ORgate), но простая очистка вектора не сделает этого, потому что вектор хранит указатели а не сами объекты (он не разрушит, а то, что содержит).

 // if you just do
 G.clear() // will clear the vector but you'll be left with 2 memory leaks
 ...
// to properly clean the vector and the objects behind it
for (std::vector<gate*>::iterator it = G.begin(); it != G.end(); it++)
{
  delete (*it);
}

boost :: ptr_vector <> выполнит вышеуказанное за вас, то есть освободит память за указателями, которые он хранит.

Question 6

Это можно сделать с помощью Boost>

std::vector<boost::any> vecobj;
    boost::shared_ptr<string> sharedString1(new string("abcdxyz!"));    
    boost::shared_ptr<int> sharedint1(new int(10));
    vecobj.push_back(sharedString1);
    vecobj.push_back(sharedint1);

> для вставки другого типа объекта в ваш векторный контейнер. в то время как для доступа вы должны использовать any_cast, который работает как dynamic_cast, надеюсь, что он будет работать для ваших нужд.

Question 7

#include <memory>
#include <iostream>

class SharedMemory {
    public: 
        SharedMemory(int* x):_capture(x){}
        int* get() { return (_capture.get()); }
    protected:
        std::shared_ptr<int> _capture;
};

int main(int , char**){
    SharedMemory *_obj1= new SharedMemory(new int(10));
    SharedMemory *_obj2 = new SharedMemory(*_obj1);
    std::cout << " _obj1: " << *_obj1->get() << " _obj2: " << *_obj2->get()
    << std::endl;
    delete _obj2;

    std::cout << " _obj1: " << *_obj1->get() << std::endl;
    delete _obj1;
    std::cout << " done " << std::endl;
}

Это пример shared_ptr в действии. _obj2 был удален, но указатель все еще действителен. вывод ./test _obj1: 10 _obj2: 10 _obj2: 10 done

Question 8

Лучший способ добавить разные объекты в один и тот же контейнер - использовать make_shared, vector и цикл на основе диапазона, и вы получите красивый, чистый и «читаемый» код!

typedef std::shared_ptr<gate> Ptr   
vector<Ptr> myConatiner; 
auto andGate = std::make_shared<ANDgate>();
myConatiner.push_back(andGate );
auto orGate= std::make_shared<ORgate>();
myConatiner.push_back(orGate);

for (auto& element : myConatiner)
    element->run();