Comment les pointeurs intelligents (UNIQUE_PTR, Shared_PTR, WIBL_PTR) fonctionnent-ils en C et quand dois-je les utiliser?

Comment les pointeurs intelligents (UNIQUE_PTR, Shared_PTR, WIBL_PTR) fonctionnent-ils en C et quand dois-je les utiliser?

Les pointeurs intelligents en C sont essentiellement des classes qui agissent comme des pointeurs mais gèrent automatiquement la mémoire à laquelle ils pointent. Ils aident à prévenir les fuites de mémoire et les pointeurs pendants, des problèmes communs avec les pointeurs bruts. Ils y parviennent via RAII (acquisition des ressources est initialisation): la ressource (mémoire) est acquise lorsque le pointeur intelligent est créé et libéré automatiquement lorsque le pointeur intelligent sort de la portée ou est explicitement supprimé.

Il existe trois principaux types de pointeurs intelligents en C:

• unique_ptr : Cela représente la propriété exclusive d'un objet alloué dynamiquement. Un unique_ptr peut pointer vers un objet donné à tout moment. Lorsque le_ptr unique_ptr sort de portée, l'objet vers lequel il pointe est automatiquement supprimé. Vous devez utiliser unique_ptr lorsque vous avez besoin de propriété unique d'une ressource et que vous souhaitez vous assurer qu'elle est automatiquement nettoyée. C'est généralement le choix préféré pour la plupart des situations où vous avez besoin d'une gestion automatique de la mémoire. unique_ptr ne permet pas de copier, se déplaçant uniquement.
• shared_ptr : Cela permet la propriété partagée d'un objet alloué dynamiquement. Plusieurs objets shared_ptr peuvent pointer vers le même objet. Un compteur de référence interne suit le nombre de shared_ptr PINTING vers l'objet. Lorsque le nombre de références tombe à zéro, l'objet est automatiquement supprimé. Utilisez shared_ptr lorsque plusieurs parties de votre code doivent accéder et gérer le même objet.
• weak_ptr : Cela fournit une référence non active à un objet géré par un shared_ptr . Il n'incrémente pas le nombre de références. Un weak_ptr peut être utilisé pour vérifier si l'objet existe toujours avant d'essayer d'y accéder, empêchant les problèmes potentiels du pointeur suspendu. Utilisez weak_ptr lorsque vous devez observer le cycle de vie d'un objet géré par un shared_ptr sans affecter sa durée de vie. Vous devez utiliser .lock() pour obtenir un shared_ptr à partir d'un weak_ptr ; Cela renverra un shared_ptr si l'objet existe toujours, ou un shared_ptr vide autrement.

Quand utiliser qui:

• Utilisez unique_ptr pour les scénarios de propriété unique, offrant les meilleures performances et simplicité.
• Utilisez shared_ptr lorsque plusieurs propriétaires sont nécessaires, mais soyez attentif à la surcharge du comptage de référence.
• Utilisez weak_ptr pour observer en toute sécurité les objets gérés par shared_ptr sans influencer leur durée de vie.

Quelles sont les principales différences entre unique_ptr , shared_ptr et weak_ptr en termes de propriété et de gestion de la mémoire?

La différence de base réside dans la sémantique de leur propriété:

• unique_ptr : Propriété exclusive. Un unique_ptr peut pointer vers un objet donné à la fois. L'objet est supprimé lorsque le_ptr unique_ptr est détruit. Aucun comptage de référence n'est impliqué. La propriété peut être transférée à l'aide de std::move .
• shared_ptr : Propriété partagée. Plusieurs shared_ptr peuvent pointer vers le même objet. Un nombre de références interne suit le nombre de shared_ptr s. L'objet est supprimé lorsque le nombre de références atteint zéro. Cela introduit les frais généraux par rapport à unique_ptr .
• weak_ptr : référence non active. Un weak_ptr n'affecte pas le nombre de références de l'objet auquel il fait référence. Il est utilisé pour vérifier si l'objet existe toujours avant d'essayer l'accès. Il fournit un moyen de briser les dépendances circulaires entre shared_ptr s.

En termes de gestion de la mémoire, unique_ptr offre l'approche la plus simple, tandis que shared_ptr implique les frais généraux du maintien d'un nombre de références. weak_ptr ne gère pas directement la mémoire, mais aide à prévenir les pointeurs pendants dans les scénarios impliquant la propriété partagée.

Comment puis-je éviter les fuites de mémoire et les pointeurs suspendus lorsque vous utilisez des pointeurs intelligents en C?

Les pointeurs intelligents réduisent considérablement le risque de fuites de mémoire et de pointeurs pendants, mais une utilisation prudente est toujours cruciale:

• Évitez les pointeurs bruts chaque fois que possible: préfèrent les pointeurs intelligents pour gérer la mémoire allouée dynamiquement.
• Utilisation correcte de std::move : Lors du transfert de propriété d' unique_ptr , utilisez std::move pour éviter de copier et assurez-vous que le_PTR unique_ptr d'origine est correctement réinitialisé.
• Détection minutieuse du cycle: les dépendances circulaires entre partagés shared_ptr peuvent entraîner des fuites de mémoire. Utilisez weak_ptr pour briser ces cycles. Si l'objet A a un shared_ptr à l'objet B et que l'objet B a un shared_ptr pour l'objet A, aucun ne sera jamais supprimé. L'utilisation d'un weak_ptr dans l'une de ces relations casse le cycle.
• Sécurité des exceptions: assurer une gestion appropriée des exceptions pour éviter les fuites en cas d'exceptions pendant la création ou la manipulation d'objets. Si une exception se produit avant la création d'un pointeur intelligent, aucune fuite ne se produira; Si une exception se produit après la création d'un pointeur intelligent, le destructeur du pointeur intelligent nettoie automatiquement.
• Initialisation appropriée: toujours initialiser les pointeurs intelligents, en évitant les pointeurs nuls à moins que cela ne prévoyait explicitement.

Quelles sont les implications de performances de l'utilisation de différents types de pointeurs intelligents dans une application C?

Les performances des pointeurs intelligents varient en fonction du type et de l'utilisation:

• unique_ptr : a généralement les frais généraux les plus bas car il n'implique pas de comptage de référence. C'est l'option la plus performante.
• shared_ptr : a des frais généraux plus élevés en raison de l'incrément atomique et des opérations de décrémentation sur le nombre de références. Ces frais généraux peuvent devenir significatifs dans les sections critiques du code ou avec des modifications fréquentes de la propriété partagée.
• weak_ptr : a des frais généraux relativement faibles par rapport à shared_ptr car il ne maintient pas de nombre de références. Cependant, l'utilisation .lock() pour accéder à l'objet géré introduit un petit coût de performance.

En résumé: unique_ptr est le plus efficace, suivi de weak_ptr , et shared_ptr ayant les frais généraux les plus élevés. Le choix du pointeur intelligent doit être motivé par les exigences de propriété et les considérations de performance. Si les performances sont primordiales et que la propriété unique est suffisante, unique_ptr est le gagnant clair. Si la propriété partagée est nécessaire, le coût de performance de shared_ptr doit être soigneusement évalué par rapport aux avantages de la propriété partagée.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!