C++ QT智能指针的使用详解

C++标准库中的三种智能指针

std::shared_ptr：使用引用计数，每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存，每次拷贝都会触发引用计数+1，每次生命周期结束析构的时候引用计数-1，在最后一个shared_ptr析构的时候，内存才会释放。

std::weak_ptr：用来监视shared_ptr的生命周期，它不管理shared_ptr内部的指针，它的拷贝析构都不会影响引用计数，纯粹是作为一个旁观者监视shared_ptr中管理的资源是否存在，可以用来返回this指针和解决循环引用问题。

std::unique_ptr：独占型的智能指针，它不允许其它智能指针共享其内部指针，也不允许unique_ptr的拷贝和赋值。

Qt中的智能指针

QPointer，提供了指向QObject的保护指针

QPointer只能用于指向QObject及派生类的对象。当一个QObject或派生类对象被删除后，QPointer能自动    将其内部的指针设置为0，这样在使用QPointer之前就可以判断一下是否有效。QPointer对象超出作用域时，并不会删除它指向的内存对象。

• QScopedPointer，和std::unique_ptr其概念是一样的
• QSharedPointer，和std::shared_ptr其作用是一样的
• QWeakPointer，和std::weak_ptr功能是一样的

一些名词：空指针，野指针，垂悬指针，无效指针

• 空指针：指针值为NULL nullptr 0
• 野指针：指针未初始化地址
• 垂悬指针：指向已删除（或释放）的内存位置的指针称为悬空指针
• 无效指针：指针指向内存的类型为void*,是一种特殊类型指针

使用Qt智能指针的设计需求通常涉及到以下几个方面：

• 自动内存管理： 你希望确保在对象不再需要时能够自动释放其内存，避免内存泄漏。
• 对象所有权的传递： 你希望在对象的所有权传递给其他部分时，能够方便地管理对象的生命周期。
• 对象的共享所有权： 你希望多个部分能够共享同一个对象，而不需要手动跟踪引用计数或手动释放内存。
• 异常安全： 你希望在发生异常时能够安全地释放资源，而不会导致资源泄漏。

示例：图形界面应用中的资源管理

一个图形界面应用，其中有一个文档对象，而文档对象中包含多个图形对象。每个图形对象可能有自己的资源，例如图像数据。你希望确保在文档对象或图形对象不再需要时，相关的资源能够被正确释放。

#include <QSharedPointer>
#include <QScopedPointer>
#include <QDebug>
// 假设的图形对象类
class GraphicObject {
public:
    GraphicObject() { qDebug() << "GraphicObject created"; }
    ~GraphicObject() { qDebug() << "GraphicObject destroyed"; }
    // 具体的图形对象操作
};
// 文档对象类
class Document {
public:
    Document() { qDebug() << "Document created"; }
    ~Document() { qDebug() << "Document destroyed"; }
    // 添加图形对象到文档
    void addGraphicObject(QSharedPointer<GraphicObject> graphicObject) {
        graphicObjects.append(graphicObject);
    }
    // 具体的文档操作
private:
    QList<QSharedPointer<GraphicObject>> graphicObjects;
};
int main() {
    // 使用 QSharedPointer 确保图形对象的自动释放
    QSharedPointer<GraphicObject> graphicObject(new GraphicObject);
    // 使用 QScopedPointer 确保文档对象的自动释放
    QScopedPointer<Document> document(new Document);
    // 将图形对象添加到文档
    document->addGraphicObject(graphicObject);
    // 注意：在这里，graphicObject 和 document 会在适当的时候自动释放
    return 0;
}

Document 类包含一个 QList，用于存储 QSharedPointer< GraphicObject >。这确保了在文档对象析构时，与其关联的所有图形对象也会被正确释放。同时，QScopedPointer 确保了 Document 对象本身在不再需要时能够被正确释放。

智能指针管理内存的一个关键特性：对象的生命周期与智能指针的生命周期绑定在一起

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