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智能指针

• 智能指针:

  • C++11引入了四种智能指针: auto_ptr(已弃用)、unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。智能指针可以更有效地管理堆内存,并避免常见的内存泄漏问题。

• shared_ptr: 自定义删除器。

  • shared_ptr使用引用计数来管理它指向的对象的生命周期。多个shared_ptr实例可以指向同一个对象,只有最后一个shared_ptr被销毁时,该对象才会被销毁。
  • 使用shared_ptr要注意的问题
    •  不要用一个原始指针初始化多个shared_ptr
    • 不要在函数实参中创建shared_ptr，因为编译器差异，没有明确指定参数顺序。

      function(shared_ptr<int>(new int), g()); //有缺陷

    • 通过shared_from_this()返回this指针。 解决引发两次析构问题，底层就是使用weak_ptr

      class A: public std::enable_shared_from_this<A>
      shared_ptr<A>GetSelf()
      {//return shared_ptr<A>(this); // 不要这么做return shared_from_this();     // 正确方式
      }

       

    • 避免循环引用

      A:shared_ptr  B:shared_ptr
      问题：A->B B->A 这种情况会导致内存泄漏，析构只进行-1次引用计数。解决：A:shared_ptr  B:weak_ptr 即可

• unique_ptr:

  • unique_ptr是一种独占式的智能指针,不允许复制,但可以移动。它适用于管理应该有单一所有者的资源。
  • 讨论了unique_ptr和shared_ptr之间的差异,如数组支持和自定义删除器。
  • 使用shared_ptr要注意的问题
    • 初始化灾难。new T会造成重复类型声明。代码可读性差

      unique_ptr<T> my_ptr(new T);
      unique_ptr<T> my_other_ptr = my_ptr;      // 报错，不能复制// 方法1：重复类型（不推荐）
      std::unique_ptr<ComplexObject> obj1(new ComplexObject(10, "example")
      );// 方法2：避免重复（推荐）
      auto obj2 = std::make_unique<ComplexObject>(10, "example");// 重复类型声明的潜在问题：
      // - 编译器需要多次处理相同类型
      // - 增加编译时间
      // - 可能导致目标代码膨胀

    • 数组支持。

      std::unique_ptr<int []> ptr(new int[10]);ptr[9] = 9;std::shared_ptr<int []> ptr2(new int[10]);  // 这个是不合法的

    • 删除器区别。需要指定删除器类型

      std::shared_ptr<int> ptr3(new int(1), [](int *p){delete  p;}); // 正确
      std::unique_ptr<int> ptr4(new int(1), [](int *p){delete  p;}); // 错误// 方法2：自定义更复杂的分配
      auto customDeleter = [](int* p) { // 可以添加额外的清理逻辑delete[] p; 
      };auto ptr2 = std::unique_ptr<int[], decltype(customDeleter)>(new int[5](), customDeleter
      );

• weak_ptr:

  • weak_ptr是一种非拥有式的智能指针,用于观察由shared_ptr管理的对象的生命周期。它用于打破循环引用,防止内存泄漏。涵盖了基本用法、将this指针返回为weak_ptr以及解决循环引用问题。

  • 举个例子，监视某内存的释放。

    • std::weak_ptr<int> gw;void f(){if(gw.expired()) {cout << "gw无效,资源已释放";}else {auto spt = gw.lock();cout << "gw有效, *spt = " << *spt << endl;}}int main(){{auto sp  = atd::make_shared<int>(42);gw = sp;f();}f();return 0;}

  • weak_ptr使用注意事项

    • weak_ptr在使用前需要检查合法性。在使用wp前需要调用wp.expired()函数判断一下

• 智能指针安全性:

  • 智能指针通常是安全的,但在多线程访问同一个shared_ptr对象时需要考虑线程安全性。
  • 当每个线程有自己的shared_ptr实例时,只要底层数据相同就是安全的。

右值引用和移动语义

关键点总结：

1. 左值：可取地址的持久对象
2. 右值：临时对象，不可取地址。 比如临时变量，字面量常量 

   1. 右值的关键特征

   2. 不可取地址
   3. 只能出现在赋值表达式右侧
   4. 没有持久的内存位置
   5. 可以被移动，但不能被修改
   6. 通常是临时的、短暂的对象
3. 右值引用可以延长临时对象生命周期
4. std::move 无条件地将对象转换为右值
5. 移动语义避免不必要的深拷贝
6. 万能引用可以接受左值和右值

   1. template<typename T>
      // 引用折叠规则
      // T& & -> T&
      // T&& & -> T&
      // T& && -> T&
      // T&& && -> T&&
      void forwardingFunc(T&& arg) {// arg 可能是左值引用或右值引用someFunc(std::forward<T>(arg));
      }void testUniversalRef() {int x = 10;forwardingFunc(x);        // T 推导为 int&forwardingFunc(10);       // T 推导为 int
      }

7. C++11 在性能上做了很大的改进，最大程度减少了内存移动和复制，通过右值引用、 forward、 emplace 和一些无序容器我们可以大幅度改进程序性能。 右值引用仅仅是通过改变资源的所有者来避免内存的拷贝，能大幅度提高性能。 forward 能根据参数的实际类型转发给正确的函数。 emplace 系列函数通过直接构造对象的方式避免了内存的拷贝和移动。 无序容器在插入元素时不排序，提高了插入效率，不过对于自定义 key 时需要提供 hash 函数和比 较函数

 匿名函数lambda

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 迭代器

使用一个 iterator 对象来指向一个可以修改的容器元素，使用一个 const_iterator 对象来指向一个不能 修改 的容器元素。

每种容器所支持的迭代器类型决定了这种容器是否可以在指定的 STL 算 法中使用。 

const只能读，reverser是反向。正常使用都是iterator。

 

 详细了解

C++ 参考手册 - cppreference.com

C++面试常见题目7_STL之map与unordered_map（红黑树VS哈希表）_map 和unordermap区别面试-CSDN博客

 

 

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