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Qt 智能指针学习

liebian365 2025-02-13 13:02 4 浏览 0 评论

从内存泄露开始?

很简单的入门程序,应该比较熟悉吧 _

#include 
#include 
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
QLabel *label = new QLabel("Hello Dbzhang800!");
label->show();
return app.exec();
}


在 从 Qt 的 delete 说开来 一文中,我们提到这个程序存在内存泄露(表现就是析构函数不被调用),而且当时给出了三种解决方法:

将label对象分配到stack而不是heap中

给label设置标记位Qt::WA_DeleteOnClose

自己调用delete来删除通过new分配到heap中的 label 对象

注:

为了能清楚观察构造和析构函数的调用,我们可以简单子类化了一下QLabel,然后用Label取代前面的QLabel

class Label :public QLabel
{
public:
Label(const QString& text, QWidget *parent=NULL)
:QLabel(text, parent){qDebug("from constructor");}
~Label(){qDebug("from destructor");}
};

本文中,我们从智能指针(smart pointer)角度继续考虑这个问题

智能指针

为了管理内存等资源,C++程序员通常采用RAII(Resource Acquisition Is Initialization)机制:在类的构造函数中申请资源,然后使用,最后在析构函数中释放资源。

如果没有智能指针,程序员必须保证new对象能在正确的时机delete,四处编写异常捕获代码以释放资源,而智能指针则可以在退出作用域时(不管是正常流程离开或是因异常离开)总调用delete来析构在堆上动态分配的对象。

我们看看Qt家族的智能指针:

注:

MSVC2010 和 GCC g++ 4.3 支持 C++0x

MSVC2008 sp1 及 GCC g++ 4.0 支持 tr1

有了这些东西,我们就可以很容易改造我们前面的例子了(只需改变一行):

std::auto_ptr label(new QLabel("Hello Dbzhang800!"));

根据你所用的Qt的版本,以及C++编译器的支持程度,你可以选用:

QScopedPointer
std::unique_ptr
QSharedPointer
std::shared_ptr
std::tr1::shared_ptr
QPointer

如何翻译呢?我不太清楚,保留英文吧。

The QPointer class is a template class that provides guarded

pointers to QObjects.

使用:一个guarded指针,QPointer ,行为和常规的指针 T * 类似

特点:当其指向的对象(T必须是QObject及其派生类)被销毁时,它会被自动置NULL.

注意:它本身析构时不会自动销毁所guarded的对象

用途:当你需要保存其他人所拥有的QObject对象的指针时,这点非常有用

一个例子:

QPointer label = new QLabel;
label->setText("&Status:");
...
if (label)
label->show();


如果在…部分你将该对象delete掉了,label会自动置NULL,而不会是一个悬挂(dangling)的野指针。

QPointer 属于Qt Object模型的核心机制之一,请注意和其他智能指针的区别。

std::auto_ptr

这个没多少要说的。

不能让多个auto_ptr 指向同一个对象!(auto_ptr被销毁时会自动删除它指向的对象,这样对象会被删除多次)

通过拷贝构造或赋值进行操作时,被拷贝的会自动变成NULL,复制所得的指针将获得资源的唯一所有权

智能指针不能指向数组(因为其实现中调用的是delete而非delete[])

智能指针不能作为容器类的元素。

在C++0x中,auto_ptr已经不建议使用,以后应该会被其他3个智能指针所取代。

QScopedPointer 与 std::unique_ptr

它们概念上应该是是一样的。下面不再区分:

这是一个很类似auto_ptr的智能指针,它包装了new操作符在堆上分配的动态对象,能够保证动态创建的对象在任何时候都可以被正确地删除。但它的所有权更加严格,不能转让,一旦获取了对象的管理权,你就无法再从它那里取回来。

无论是QScopedPointer 还是 std::unique_ptr 都拥有一个很好的名字,它向代码的阅读者传递了明确的信息:这个智能指针只能在本作用域里使用,不希望被转让。因为它的拷贝构造和赋值操作都是私有的,这点我们可以对比QObject及其派生类的对象哈。

用法 (来自Qt的manual):

考虑没有智能指针的情况,

void myFunction(bool useSubClass)
{
MyClass *p = useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass;
QIODevice *device = handsOverOwnership();
if (m_value > 3) {
delete p;
delete device;
return;
}
try {
process(device);
}
catch (...) {
delete p;
delete device;
throw;
}
delete p;
delete device;
}


我们在异常处理语句中多次书写delete语句,稍有不慎就会导致资源泄露。采用智能指针后,我们就可以将这些异常处理语句简化了:

void myFunction(bool useSubClass)
{
QScopedPointer p(useSubClass ? new MyClass() : new MySubClass);
QScopedPointer device(handsOverOwnership());
if (m_value > 3)
return;
process(device);
}

另,我们一开始的例子,也是使用这两个指针的最佳场合了(出main函数作用域就将其指向的对象销毁)。

注意:因为拷贝构造和赋值操作私有的,它也具有auto_ptr同样的“缺陷”——不能用作容器的元素。

QSharedPointer 与 std::shared_ptr

QSharedPointer 与 std::shared_ptr 行为最接近原始指针,是最像指针的"智能指针",应用范围比前面的提到的更广。

QSharedPointer 与 QScopedPointer 一样包装了new操作符在堆上分配的动态对象,但它实现的是引用计数型的智能指针 ,可以被自由地拷贝和赋值,在任意的地方共享它,当没有代码使用(引用计数为0)它时才删除被包装的动态分配的对象。shared_ptr也可以安全地放到标准容器中,并弥补了std::auto_ptr 和 QScopedPointer 因为转移语义而不能把指针作为容器元素的缺陷。

QWeakPointer 与 std::weak_ptr

QSharedDataPointer

QExplicitlySharedDataPointer

这是为配合 QSharedData 实现显式共享而提供的便利工具。


QExplicitlySharedDataPointer 和 QSharedDataPointer 非常类似,但是它禁用了写时复制功能。这使得我们创建的对象更像一个指针。

一个例子,接前面的Employee:

#include "employee.h"
int main()
{
Employee e1(1001, "Albrecht Durer");
Employee e2 = e1;
e1.setName("Hans Holbein");
}


写时复制技术导致:e1和e2有相同的工号,但有不同名字。与我们期待的不同,显式共享可以解决这个问题,这也使得Employee本身更像一个指针。

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