面试之快速学习C++11-完美转发，nullptr, shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr,shared_from

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了面试之快速学习C++11-完美转发，nullptr, shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr,shared_from_this。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

完美转发及其实现

函数模版可以将自己的参数完美地转发给内部调用的其他函数。所谓完美，即不仅能准确地转发参数的值，还能保证被转发参数的左右值属性不变
引用折叠：如果任一引用为左值引用，则结果为左值引用，否则为右值引用。

& && -> &
&& & -> &
& & -> &
&& && -> &&

void actualRun(int a) {
    
}
template <typename T>
void testPerfectForward(T &&param) {
    actualRun(param);
}

void testPerfectForwardMain() {
    int a = 0;
    testPerfectForward(a);
}

上述 T 为int &。那么整个为 int & &&-> int &

回到完美转发，假设现在我需要转发a，那么注意一下实现完美转发需要这样写


template <typename T>
void testPerfectForward1(T &&param) {
    actualRun(std::forward(param));
}

forward大致实现原理
static_cast + &&

template <typename T>
T&& forwad(T &param) {
    return static_cast<T&&>(param);
}

注意其实std::move底层实现也是 static_cast

C++11 nullptr：初始化空指针

#define NULL 0

#include <iostream>
using namespace std;

void isnull(void *c){
    cout << "void*c" << endl;
}
void isnull(int n){
    cout << "int n" << endl;
}

void testNull1() {
    isnull(0);
    //isnull(NULL);//Call to 'isnull' is ambiguous
    isnull((void*)NULL);
    /*
     int n
     void*c
     */
}

1 . nullptr 是 nullptr_t 类型的右值常量，专用于初始化空类型指针。nullptr_t 是 C++11 新增加的数据类型，可称为“指针空值类型”。也就是说，nullpter 仅是该类型的一个实例对象（已经定义好，可以直接使用），如果需要我们完全定义出多个同 nullptr 完全一样的实例对象。

nullptr 可以被隐式转换成任意的指针类型。故如下：


void testNull2() {
    isnull(0);
    //isnull(NULL);//Call to 'isnull' is ambiguous
    isnull((void*)NULL);
    isnull(nullptr);
    
    /*
     int n
     void*c
     void*c
     */
    
}

借助执行结果不难看出，由于 nullptr 无法隐式转换为整形，而可以隐式匹配指针类型，因此执行结果和我们的预期相符

void testNullMain() {
//    int *p = 0;
//    int *q = NULL;
//    testNull1(0);
//    testNull1(NULL);
}

.C++11 shared_ptr智能指针

void deleteInt(int *p) {
    delete []p;
}
void testSharedPtr () {
    std::cout << "testSharePtr: " << endl;
    //初始化空的shareptr,引用计数为0不是1
    std::shared_ptr<int> p1;
    std::shared_ptr<int> p2(nullptr);
    
    std::shared_ptr<int> p3(new int(10));
    std::shared_ptr<int> p4 = std::make_shared<int>(10);
    
    //调用拷贝构造函数
    std::shared_ptr<int> p5(p4);  //或者 p4  = p3;
    //调用移动构造函数
    std::shared_ptr<int> p6(std::move(p4)); //或者p6 = std::move(p4)
    
    //智能指针可以拷贝，给多个智能指针用，引用计数+1，但是普通指针，只能拷贝给一个智能指针
    int *p = new int(1);
    std::shared_ptr<int> pp1(p);
//    std::shared_ptr<int> pp2(p); //错误！！！！
    
    // 在初始化 shared_ptr 智能指针时，还可以自定义所指堆内存的释放规则，这样当堆内存的引用计数为 0 时，会优先调用我们自定义的释放规则。在某些场景中，自定义释放规则是很有必要的，比如，对于申请的动态数组来说，share—_ptr指针默认的释放规则是不支持释放数组的，值呢个自定义对于的释放规则，如下：
    //释放规则可以使用 C++11 标准中提供的 default_delete<T> 模板类，我们也可以自定义释放规则：
    std::shared_ptr<int> p10(new int[10], std::default_delete<int[]>());
    std::shared_ptr<int> p11(new int[10], deleteInt);
    std::shared_ptr<int> p12(new int[10], [](int *p){delete []p;});
    
    std::shared_ptr<int> ppp1 = std::make_shared<int>(10);
    std::shared_ptr<int> ppp2(ppp1);
    
    std::cout << *ppp2 << endl;
    cout<< ppp2.use_count()<<endl;
    ppp1.reset();
    if (p1) {
        std::cout << "ppp1 is not null !"<< endl;
    } else {
        std::cout << "ppp1 is null !"<< endl;
    }
    std::cout << *ppp2 << endl;
    cout<< ppp2.use_count()<<endl;
}

 表 1 shared_ptr<T>模板类常用成员方法
 成员方法名    功 能
 operator=()    重载赋值号，使得同一类型的 shared_ptr 智能指针可以相互赋值。
 operator*()    重载 * 号，获取当前 shared_ptr 智能指针对象指向的数据。
 operator->()    重载 -> 号，当智能指针指向的数据类型为自定义的结构体时，通过 -> 运算符可以获取其内部的指定成员。
 swap()    交换 2 个相同类型 shared_ptr 智能指针的内容。
 reset()    当函数没有实参时，该函数会使当前 shared_ptr 所指堆内存的引用计数减 1，同时将当前对象重置为一个空指针；当为函数传递一个新申请的堆内存时，则调用该函数的 shared_ptr 对象会获得该存储空间的所有权，并且引用计数的初始值为 1。
 get()    获得 shared_ptr 对象内部包含的普通指针。
 use_count()    返回同当前 shared_ptr 对象（包括它）指向相同的所有 shared_ptr 对象的数量。
 unique()    判断当前 shared_ptr 对象指向的堆内存，是否不再有其它 shared_ptr 对象再指向它。
 operator bool()    判断当前 shared_ptr 对象是否为空智能指针，如果是空指针，返回 false；反之，返回 true。
 */

C++11 unique_ptr智能指针

unique_ptr 指针指向的堆内存无法同其它 unique_ptr 共享，也就是说，每个 unique_ptr 指针都独自拥有对其所指堆内存空间的所有权

void testUniqueptr() {
    std::unique_ptr<int> p1(new int(3));
//    std::unique_ptr<int> p1(p2);
    std::unique_ptr<int> p2(std::move(p1));
    // 默认情况下，unique_ptr 指针采用 std::default_delete<T> 方法释放堆内存。当然，我们也可以自定义符合实际场景的释放规则。值得一提的是，和 shared_ptr 指针不同，为 unique_ptr 自定义释放规则，只能采用函数对象的方式。例如：
    struct myDel {
        void operator()(int *p) {
            delete p;
        }
    };
    std::unique_ptr<int, myDel> p7(new int);
//    std::unique_ptr<int, myDel> p6(new int);
    
    std::unique_ptr<int> p10(new int);
    *p10 = 10;
    //p10释放当前所指堆的所有权， 但该存储空间不会被销毁，转移给了p
    int *p = p10.release();
    
    std::unique_ptr<int> p11;
    //中 p 表示一个普通指针，如果 p 为 nullptr，则当前 unique_ptr 也变成空指针；反之，则该函数会释放当前 unique_ptr 指针指向的堆内存（如果有），然后获取 p 所指堆内存的所有权（p 为 nullptr）。
    p11.reset(p);
    
//    int *p2 = p;
}

C++11 weak_ptr智能指针

weak_ptr是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针，它不具有普通指针的行为，没有重载*和->两个操作符，它的最大作用在于协助shared_ptr工作，像旁观者那样观测资源的使用情况。
weak_ptr可以从一个shared_ptr或者另一个weak_ptr对象构造，获得资源的观测权。但weak_ptr没有共享资源，它的构造不会引起指针引用计数的增加。
使用weak_ptr的成员函数use_count()可以观测资源的引用计数，另一个成员函数expired()的功能等价于use_count()==0,但更快，表示被观测的资源 (也就是shared_ptr的管理的资源)已经不复存在。
weak_ptr可以使用一个非常重要的成员函数lock()从被观测的shared_ptr 获得一个可用的shared_ptr对象，从而操作资源。但当expired()==true的时候，lock()函数将返回一个存储空指针的shared_ptr。

shared_from_this

#include<memory>

class Test: public std::enable_shared_from_this<Test>
{
 public:  
  Test();
  ~Test();
  std::shared_ptr<Test> getSharedFromThis(){return shared_from_this();}
}

在什么情况下要使类A继承enable_share_from_this？

使用场合：当类A被share_ptr管理，且在类A的成员函数里需要把当前类对象作为参数传给其他函数时，就需要传递一个指向自身的share_ptr。

我们就使类A继承enable_share_from_this，然后通过其成员函数share_from_this()返回当指向自身的share_ptr。

以上有2个疑惑：

1.把当前类对象作为参数传给其他函数时，为什么要传递share_ptr呢？直接传递this指针不可以吗？

一个裸指针传递给调用者，谁也不知道调用者会干什么？假如调用者delete了该对象，而share_tr此时还指向该对象。

2.这样传递share_ptr可以吗？share_ptr

这样会造成2个非共享的share_ptr指向一个对象，最后造成2次析构该对象。
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引用链接：https://blog.csdn.net/zk3326312/article/details/79108690
http://c.biancheng.net/view/3730.html文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-658194.html

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