C++学习,内存管理库 <memory>

<memory> 是 C++ 标准库中的一个头文件,它包含了用于动态内存管理的模板和函数。C++ 中,内存管理是一个重要的概念。动态内存管理允许程序在运行时分配和释放内存,这在处理不确定大小的数据结构时非常有用。然而,不正确的内存管理可能导致内存泄漏、野指针等问题。<memory> 头文件提供了智能指针等工具,帮助开发者更安全地管理动态内存。

智能指针
智能指针是 <memory> 头文件中的核心内容。它们是 C++11 引入的特性,用于自动管理动态分配的内存。

智能指针的主要类型有:

std::unique_ptr:独占所有权的智能指针,同一时间只能有一个 unique_ptr 指向特定内存。
std::shared_ptr:共享所有权的智能指针,多个 shared_ptr 可以指向同一内存,内存在最后一个 shared_ptr 被销毁时释放。
std::weak_ptr:弱引用智能指针,用于与 shared_ptr 配合使用,避免循环引用导致的内存泄漏。

分配器
分配器用于为容器分配内存,标准库的所有容器都使用分配器来处理内存分配。

std::allocator
标准分配器,提供了基本的内存分配和释放功能。
可以用于自定义容器的内存分配策略。

内存管理工具
std::align:  用于调整指针的对齐方式,以确保所分配内存满足特定对齐要求。
std::addressof: 函数模板,用于获取对象的实际地址。
std::allocate_shared:函数模板,用于分配和构造一个对象,并返回一个 shared_ptr。
std::get_deleter:函数模板,用于获取 shared_ptr 的删除器。
std::default_delete:模板类,用于提供默认的删除器策略。它是 unique_ptr 和 shared_ptr 的默认删除器。
std::pointer_traits:模板类,提供了指针类型相关的操作。

示例代码

#include <iostream>  
#include <memory>  
  
class MyClass {  
public:  
    void doSomething() {  
        std::cout << "Doing something" << std::endl;  
    }  
};  
  
int main() {  
    // 使用 std::unique_ptr  
    std::unique_ptr<MyClass> myUniquePtr(new MyClass());  
    myUniquePtr->doSomething();  
  
    // 使用 std::shared_ptr  
    std::shared_ptr<MyClass> mySharedPtr1(new MyClass());  
    std::shared_ptr<MyClass> mySharedPtr2 = mySharedPtr1;  
    mySharedPtr1->doSomething();  
    mySharedPtr2->doSomething();  
  
    // 使用 std::weak_ptr 避免循环引用  
    class Node {  
    public:  
        std::shared_ptr<Node> next;  
        std::weak_ptr<Node> prev;  
        Node() : next(nullptr), prev() {}  
    };  
  
    std::shared_ptr<Node> node1 = std::make_shared<Node>();  
    std::shared_ptr<Node> node2 = std::make_shared<Node>();  
    node1->next = node2;  
    node2->prev = node1;  
  
    return 0;  
}

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