C++ 内存管理库 <memory>
C++ 内存管理库
在 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。
智能指针
智能指针是
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。
实例
使用 std::unique_ptr
实例
#include
#include
class MyClass {
public:
void doSomething() {
std::cout << “Doing something” << std::endl;
}
};
int main() {
std::unique_ptr
myPtr->doSomething(); // 使用智能指针调用成员函数
// 当 main 函数结束时，myPtr 被销毁，自动释放 MyClass 对象的内存
return 0;
}
输出结果：
Doing something
使用 std::shared_ptr
实例
#include
#include
class MyClass {
public:
void doSomething() {
std::cout << “Doing something” << std::endl;
}
};
int main() {
std::shared_ptr
std::shared_ptr
myPtr1->doSomething(); // 使用 myPtr1 调用成员函数
myPtr2->doSomething(); // 使用 myPtr2 调用成员函数
// 当 myPtr1 和 myPtr2 都被销毁时，MyClass 对象的内存才会被释放
return 0;
}
输出结果：
Doing something
Doing something
使用 std::weak_ptr
std::weak_ptr 通常不单独使用，而是与 std::shared_ptr 结合使用，以解决循环引用问题。
实例
#include
#include
class Node {
public:
std::shared_ptr
std::weak_ptr
Node() : next(nullptr), prev() {}
};
int main() {
std::shared_ptr
std::shared_ptr
node1->next = node2;
node2->prev = node1;
// 循环引用，但使用 weak_ptr 避免了内存泄漏
return 0;
}
在这个例子中，node1 和 node2 形成了循环引用。由于 prev 是 weak_ptr，当 node1 和 node2 的 shared_ptr 被销毁时，它们指向的内存也会被正确释放。
分配器
分配器是
std::allocator
std::allocator 是标准分配器，提供了基本的内存分配和释放功能。
实例
#include
#include
int main() {
std::allocator
int* p = alloc.allocate(1); // 分配内存
alloc.construct(p, 42); // 构造对象
std::cout << *p << std::endl;
alloc.destroy(p); // 销毁对象
alloc.deallocate(p, 1); // 释放内存
return 0;
}
其他内存管理工具
std::align
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。
实例
#include
#include
int main() {
alignas(16) char buffer[64];
void* p = buffer;
size_t space = sizeof(buffer);
void* aligned_ptr = std::align(16, sizeof(int), p, space);
if (aligned_ptr) {
std::cout << “Memory aligned\n”;
} else {
std::cout << “Memory alignment failed\n”;
}
return 0;
}