Przykład użycia shared_ptr?

Cześć Zadałem dziś pytanie o to, jak wstawiać różne typy obiektów w tej samej tablicy wektorowej, a mój kod w tym pytaniu był

 gate* G[1000];
G[0] = new ANDgate() ;
G[1] = new ORgate;
//gate is a class inherited by ANDgate and ORgate classes
class gate
{
 .....
 ......
 virtual void Run()
   {   //A virtual function
   }
};
class ANDgate :public gate 
  {.....
   .......
   void Run()
   {
    //AND version of Run
   }  

};
 class ORgate :public gate 
  {.....
   .......
   void Run()
   {
    //OR version of Run
   }  

};      
//Running the simulator using overloading concept
 for(...;...;..)
 {
  G[i]->Run() ;  //will run perfectly the right Run for the right Gate type
 } 

a chciałem użyć wektorów więc ktoś napisał, że powinienem to zrobić:

std::vector<gate*> G;
G.push_back(new ANDgate); 
G.push_back(new ORgate);
for(unsigned i=0;i<G.size();++i)
{
  G[i]->Run();
}

ale potem on i wielu innych zasugerował, że lepiej byłoby użyć kontenerów wskaźnika doładowania
lub shared_ptr. Spędziłem ostatnie 3 godziny na czytaniu na ten temat, ale dokumentacja wydaje mi się dość zaawansowana. **** Czy ktoś może mi podać mały przykład shared_ptrużycia kodu i dlaczego zasugerował użycie shared_ptr. Są tam również inne typy, takie jak ptr_vector, ptr_listi ptr_deque** **

Edit1: Przeczytałem też przykład kodu, który obejmował:

typedef boost::shared_ptr<Foo> FooPtr;
.......
int main()
{
  std::vector<FooPtr>         foo_vector;
........
FooPtr foo_ptr( new Foo( 2 ) );
  foo_vector.push_back( foo_ptr );
...........
}

I nie rozumiem składni!

Użycie a vectorz shared_ptreliminuje możliwość wycieku pamięci, ponieważ zapomniałeś przejść przez wektor i wywołać deletekażdy element. Przyjrzyjmy się nieco zmodyfikowanej wersji przykładu wiersz po wierszu.

typedef boost::shared_ptr<gate> gate_ptr;

Utwórz alias dla współdzielonego typu wskaźnika. Pozwala to uniknąć brzydoty języka C ++, która wynika z pisania na klawiaturze std::vector<boost::shared_ptr<gate> >i zapominania o spacji między zamykającymi znakami większości .

    std::vector<gate_ptr> vec;

Tworzy pusty wektor boost::shared_ptr<gate>obiektów.

    gate_ptr ptr(new ANDgate);

Przydziel nowe ANDgatewystąpienie i zapisz je w pliku shared_ptr. Powodem zrobienia tego osobno jest zapobieżenie problemowi, który może wystąpić, jeśli operacja się zgłosi. W tym przykładzie nie jest to możliwe. W sekcji shared_ptr„ Sprawdzone metody ” Boost wyjaśniono, dlaczego najlepiej jest przydzielić do obiektu wolnostojącego zamiast tymczasowego.

    vec.push_back(ptr);

Tworzy to nowy wspólny wskaźnik w wektorze i kopiuje ptrdo niego. Zliczanie referencji w jelitach shared_ptrzapewnia, że ​​zaalokowany obiekt wewnątrz ptrzostanie bezpiecznie przeniesiony do wektora.

Nie wyjaśniono, że destruktor shared_ptr<gate>zapewnia usunięcie przydzielonej pamięci. W ten sposób unika się wycieku pamięci. Destruktor for std::vector<T>zapewnia, że ​​destruktor for Tjest wywoływany dla każdego elementu przechowywanego w wektorze. Jednak destruktor dla wskaźnika (np. gate*) Nie usuwa przydzielonej pamięci . Tego właśnie próbujesz uniknąć, używając shared_ptrlub ptr_vector.

Dodam, że jedną z najważniejszych rzeczy shared_ptrjest to tylko kiedykolwiek zbudować je z następującą składnią:

shared_ptr<Type>(new Type(...));

W ten sposób „prawdziwy” wskaźnik do Typejest anonimowy dla twojego zakresu i jest utrzymywany tylko przez wskaźnik współdzielony. Dlatego nie będzie możliwe przypadkowe użycie tego „prawdziwego” wskaźnika. Innymi słowy, nigdy tego nie rób:

Type* t_ptr = new Type(...);
shared_ptr<Type> t_sptr ptrT(t_ptr);
//t_ptr is still hanging around!  Don't use it!

Chociaż to zadziała, teraz masz w funkcji Type*wskaźnik ( t_ptr), który znajduje się poza współdzielonym wskaźnikiem. Używanie go w t_ptrdowolnym miejscu jest niebezpieczne , ponieważ nigdy nie wiadomo, kiedy współdzielony wskaźnik, który go trzyma, może go zniszczyć, a ty posypiesz się.

To samo dotyczy wskazówek zwróconych przez inne klasy. Jeśli klasa, której nie napisałeś, podaje Ci wskaźnik, generalnie nie jest bezpiecznie umieścić go w pliku shared_ptr. Nie, chyba że masz pewność, że klasa nie używa już tego obiektu. Ponieważ jeśli umieścisz go w a shared_ptri wypadnie on poza zakres, obiekt zostanie zwolniony, gdy klasa może go nadal potrzebować.

Nauka korzystania z inteligentnych wskaźników jest moim zdaniem jednym z najważniejszych kroków, aby zostać kompetentnym programistą C ++. Jak wiesz, za każdym razem, gdy nowy obiekt w pewnym momencie chcesz go usunąć.

Jednym z pojawiających się problemów jest to, że z wyjątkami może być bardzo trudno upewnić się, że obiekt jest wydawany zawsze tylko raz we wszystkich możliwych ścieżkach wykonywania.

To jest powód RAII: http://en.wikipedia.org/wiki/RAII

Stworzenie klasy pomocniczej w celu upewnienia się, że obiekt zawsze jest usuwany raz ze wszystkich ścieżek wykonywania.

Przykład takiej klasy to: std :: auto_ptr

Ale czasami lubisz dzielić się przedmiotami z innymi. Powinien zostać usunięty tylko wtedy, gdy nikt go już nie używa.

Aby pomóc w tych strategiach liczenia referencji, zostały opracowane, ale nadal musisz pamiętać adres i ręcznie zwolnić ref. W istocie jest to ten sam problem, co nowy / usuń.

Dlatego boost opracował metodę boost :: shared_ptr, jest to inteligentny wskaźnik zliczający odwołania, dzięki czemu można udostępniać obiekty i zapobiegać przypadkowemu wyciekowi pamięci.

Wraz z dodaniem C ++ tr1 jest to teraz również dodawane do standardu C ++, ale ma nazwę std :: tr1 :: shared_ptr <>.

Jeśli to możliwe, zalecam używanie standardowego wskaźnika współdzielonego. ptr_list, ptr_dequeue i tak samo są wyspecjalizowanymi kontenerami IIRC dla typów wskaźników. Na razie je ignoruję.

Więc możemy zacząć od twojego przykładu:

std::vector<gate*> G; 
G.push_back(new ANDgate);  
G.push_back(new ORgate); 
for(unsigned i=0;i<G.size();++i) 
{ 
  G[i]->Run(); 
} 

Problem polega na tym, że za każdym razem, gdy G wychodzi poza zasięg, przeciekamy 2 obiekty dodane do G. Przepiszmy to tak, aby używały std :: tr1 :: shared_ptr

// Remember to include <memory> for shared_ptr
// First do an alias for std::tr1::shared_ptr<gate> so we don't have to 
// type that in every place. Call it gate_ptr. This is what typedef does.
typedef std::tr1::shared_ptr<gate> gate_ptr;    
// gate_ptr is now our "smart" pointer. So let's make a vector out of it.
std::vector<gate_ptr> G; 
// these smart_ptrs can't be implicitly created from gate* we have to be explicit about it
// gate_ptr (new ANDgate), it's a good thing:
G.push_back(gate_ptr (new ANDgate));  
G.push_back(gate_ptr (new ORgate)); 
for(unsigned i=0;i<G.size();++i) 
{ 
   G[i]->Run(); 
} 

Kiedy G wychodzi poza zakres, pamięć jest automatycznie przywracana.

Jako ćwiczenie, którym nękałem nowicjuszy w moim zespole, jest poproszenie ich o napisanie własnej klasy inteligentnego wskaźnika. Następnie, gdy skończysz, natychmiast odrzuć klasę i nigdy więcej jej nie używaj. Miejmy nadzieję, że zdobyłeś kluczową wiedzę na temat działania inteligentnego wskaźnika pod maską. Naprawdę nie ma magii.

Dokumentacja doładowania dostarcza całkiem niezłego przykładu początkowego: przykład shared_ptr (w rzeczywistości chodzi o wektor inteligentnych wskaźników) lub dokument shared_ptr Poniższa odpowiedź Johannesa Schauba dość dobrze wyjaśnia inteligentne wskaźniki doładowania: wyjaśniono inteligentne wskaźniki

Idea kryjąca się za (w jak najmniejszej liczbie słów) ptr_vector polega na tym, że obsługuje on za Ciebie zwolnienie pamięci za przechowywanymi wskaźnikami: powiedzmy, że masz wektor wskaźników, jak w przykładzie. Zamykając aplikację lub opuszczając zakres, w którym wektor jest zdefiniowany, będziesz musiał posprzątać po sobie (dynamicznie zaalokowałeś ANDgate i ORgate), ale samo wyczyszczenie wektora nie zrobi tego, ponieważ wektor przechowuje wskaźniki a nie rzeczywiste obiekty (nie zniszczy, ale to, co zawiera).

 // if you just do
 G.clear() // will clear the vector but you'll be left with 2 memory leaks
 ...
// to properly clean the vector and the objects behind it
for (std::vector<gate*>::iterator it = G.begin(); it != G.end(); it++)
{
  delete (*it);
}

boost :: ptr_vector <> zajmie się powyższym za Ciebie - co oznacza, że ​​zwolni pamięć za przechowywanymi wskaźnikami.

Dzięki Boost możesz to zrobić>

std::vector<boost::any> vecobj;
    boost::shared_ptr<string> sharedString1(new string("abcdxyz!"));    
    boost::shared_ptr<int> sharedint1(new int(10));
    vecobj.push_back(sharedString1);
    vecobj.push_back(sharedint1);

> do wstawiania obiektów innego typu w kontenerze wektorowym. podczas gdy aby uzyskać dostęp, musisz użyć any_cast, który działa jak dynamic_cast, ma nadzieję, że zadziała dla twoich potrzeb.

#include <memory>
#include <iostream>

class SharedMemory {
    public: 
        SharedMemory(int* x):_capture(x){}
        int* get() { return (_capture.get()); }
    protected:
        std::shared_ptr<int> _capture;
};

int main(int , char**){
    SharedMemory *_obj1= new SharedMemory(new int(10));
    SharedMemory *_obj2 = new SharedMemory(*_obj1);
    std::cout << " _obj1: " << *_obj1->get() << " _obj2: " << *_obj2->get()
    << std::endl;
    delete _obj2;

    std::cout << " _obj1: " << *_obj1->get() << std::endl;
    delete _obj1;
    std::cout << " done " << std::endl;
}

To jest przykład działania shared_ptr. _obj2 został usunięty, ale wskaźnik jest nadal prawidłowy. wyjście to ./test _obj1: 10 _obj2: 10 _obj2: 10 gotowe

Najlepszym sposobem na dodanie różnych obiektów do tego samego kontenera jest użycie pętli make_shared, wektor i zakres, a otrzymasz ładny, czysty i „czytelny” kod!

typedef std::shared_ptr<gate> Ptr   
vector<Ptr> myConatiner; 
auto andGate = std::make_shared<ANDgate>();
myConatiner.push_back(andGate );
auto orGate= std::make_shared<ORgate>();
myConatiner.push_back(orGate);

for (auto& element : myConatiner)
    element->run();