C++ 11重点总结1

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：

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

右值的关键特征

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