C++进阶核心知识点详解1-202110231

简介：
本课程详细解析C++编程语言中的高级特性与核心技术要点，涵盖从基础到深入的内容，适合希望提升C++技能水平的学习者。 在C++编程中，智能指针是一种用于管理动态分配内存的工具，在C++11标准及以后版本引入了多种智能指针类型，极大地提升了内存管理和安全性的水平。本段落将详细介绍C++中的智能指针，特别是`shared_ptr`及其相关知识点。 ### 一、智能指针概述 - 智能指针是一种具有自动管理功能的特殊类型的指针，能够处理其所指向对象的生命期问题。 - C++中主要包含四种类型：已经弃用的`auto_ptr`, `unique_ptr`,`shared_ptr`和`weak_ptr`. - `unique_ptr`是独占所有权的智能指针，不允许复制操作，适用于单一所有者的情况。 - `shared_ptr`是一种共享所有权机制的智能指针，允许多个实例指向同一对象。当最后一个引用该对象的`shared_ptr`被销毁时，所管理的对象也会随之释放内存空间。 - `weak_ptr`是弱引用类型的智能指针，不会增加其关联对象的引用计数，主要用于解决循环依赖问题。 ### 二、深入解析`shared_ptr` - `shared_ptr`内部包含一个引用计数器（use_count），用于记录有多少个实例指向同一内存位置。 - 引用计数会在构造函数调用时初始化，在拷贝和赋值操作中增加，并在析构过程结束的时候减少。 - 使用`make_shared`来创建对象通常比直接使用`new`更高效且安全，因为它可以一次分配出对象及其管理器的内存。 ### 三、`shared_ptr`的初始化与应用 - `shared_ptr`可以通过构造函数、`make_shared()`或调用reset()方法进行初始化。 - 当不再需要某个由智能指针控制的对象时，应当使用reset()来释放资源，这将导致引用计数减少。 - 可以通过bool类型的操作符判断一个smart pointer是否为空。 ### 四、获取原始指针 - `shared_ptr`提供了一个get()方法用于返回其管理对象的原始C++风格指针。然而，在使用此功能时需要小心，因为直接删除或保存该指针可能导致悬挂问题或其他内存泄漏。 - 不推荐保留从get()获得的结果，并且不应尝试手动释放这些原生指针。 ### 五、自定义析构函数 - 在某些特定场景下（例如管理非new分配的对象或者没有提供适当析构器的对象），可以为`shared_ptr`指定一个自定义的删除操作，以确保资源被正确清理。 ### 六、其他重要知识点 - C++11引入了右值引用(Rvalue References)，允许函数参数捕获临时对象，并且常用于实现移动语义和完美转发。 - Lambda表达式是C++11的一个新特性，它提供了一种创建匿名函数的简洁方式，在处理回调和作为函数对象时特别有用。 - 正则表达式（Regular Expressions）是标准库的一部分，提供了强大的正则匹配与搜索功能。 - 线程池概念在多线程编程中非常重要。通过预先建立一组工作线程可以有效地重用这些资源来执行异步任务或处理请求队列中的作业。 - 异常(Exceptions)机制允许程序捕获运行时错误并进行适当响应，是C++的一种重要错误处理手段。 - 协程(Coroutines)作为C++20的一项新特性提供了轻量级的并发模型支持，在函数间暂停和恢复执行。 这些知识点构成了学习高级别C++编程的基础内容。掌握它们对于编写高效且安全的程序至关重要。