Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Деструкторы обычно освобождают ресурсы, зарезервированные объектом. Например, конструкторы класса string(как и другие его члены) резервируют память для содержания составляющих ее символов. Деструктор класса stringосвобождает эту память. Точно так же некоторые функции класса vectorрезервируют память для хранения элементов вектора. Деструктор класса vectorудаляет эти элементы и освобождает используемую ими память.

Деструктор указателя shared_ptrосуществляет декремент счетчика ссылок объекта, на который он указывает. Когда счетчик достигает нуля, деструктор указателя shared_ptrудаляет объект, на который он указывает, и освобождает используемую им память.

Тот факт, что класс shared_ptrавтоматически освобождает динамические объекты, когда они больше не нужны, существенно облегчает использование динамической памяти. Рассмотрим, например, функцию, которая возвращает указатель shared_ptrна динамически созданный объект типа Foo, который может быть инициализирован аргументом типа Т:

// функция factory() возвращает указатель shared_ptr на динамически

// созданный объект

shared_ptr factory(Т arg) {

// обработать аргумент соответствующим образом

// shared_ptr позаботится об освобождении этой памяти

return make_shared(arg);

}

Функция factory()возвращает указатель shared_ptr, гарантирующий удаление созданного ею объекта в подходящий момент. Например, следующая функция сохраняет указатель shared_ptr, возвращенный функцией factory(), в локальной переменной:

void use_factory(Т arg) {

shared_ptr p = factory(arg);

// использует p

} // p выходит из области видимости; память, на которую он указывал,

// освобождается автоматически

Поскольку указатель pявляется локальным для функции use_factory(), он удаляется по ее завершении (см. раздел 6.1.1). Когда указатель pудаляется, осуществляется декремент его счетчика ссылок и проверка. В данном случае p — единственный указатель на объект в памяти, возвращенный функцией factory(). Поскольку указатель pвыходит из области видимости, объект, на который он указывает, удаляется, а память, в которой он располагался, освобождается.

Память не будет освобождена, если на нее будет указывать любой другой указатель типа shared_ptr:

shared_ptr use_factory(Т arg) {

shared_ptr p = factory(arg);

// использует p

return p; // при возвращении p счетчик ссылок увеличивается

} // p выходит из области видимости; память, на которую он указывал,

// не освобождается

В этой версии функции use_factory()оператор returnвозвращает вызывающей стороне (см. раздел 6.3.2) копию указателя p. Копирование указателя shared_ptrдобавляет единицу к счетчику ссылок этого объекта. Теперь, когда указатель pудаляется, останется другой владелец области памяти, на которую указывал указатель p. Класс shared_ptrгарантирует, что пока есть хоть один указатель shared_ptrна данную область памяти, она не будет освобождена.

Поскольку память не освобождается, пока не удаляется последний указатель shared_ptr, важно гарантировать, что ни одного указателя shared_ptrне остается после того, как необходимость в них отпадет. Если не удалить ненужный указатель shared_ptr, программа будет выполнятся правильно, но может впустую тратить память. Одна из возможностей оставить указатели shared_ptrпосле употребления — поместить их в контейнер, а затем переупорядочить его так, чтобы эти элементы оказались не нужны. Поэтому важно гарантировать удаление элементов с указателями shared_ptr, как только они больше не нужны.

Если указатели shared_ptrпомещаются в контейнер, но впоследствии будут использованы лишь некоторые из них, а не все, то следует не забыть самостоятельно удалить остальные элементы.

Обычно динамическую память используют в следующих случаях.

1. Неизвестно необходимое количество объектов.

2. Неизвестен точный тип необходимых объектов.

3. Нельзя разрешать совместное использование данных несколькими объектами.

Классы контейнеров — хороший пример классов, использующих динамическую память, как в первом случае. Примеры второго рассматриваются в главе 15. В данном разделе определяется класс, использующий динамическую память для того, чтобы позволить нескольким объектам совместно использовать те же данные.

Использованные до сих пор классы резервировали ресурсы, которые существовали, только пока существовал объект. Например, каждому вектору принадлежат его собственные элементы. При копировании вектора элементы исходного вектора копировались в независимые элементы другого:

vector v1; // пустой вектор

{ // новая область видимости

vector v2 = {"a", "an", "the"};

v1 = v2; // копирует элементы из v2 в v1

} // v2 удаляется, что удаляет элементы v2

// v1 содержит три элемента, являющихся копиями элементов v2

Элементы вектора существуют, только пока существует сам вектор. Когда вектор удаляется, удаляются и его элементы.

Некоторые классы резервируют ресурсы, продолжительность существования которых не зависит от первоначального объекта. Например, необходимо определить класс Blob, содержащий коллекцию элементов. В отличие от контейнеров, объекты класса Blobдолжны быть копиями друг друга и совместно использовать те же элементы. Таким образом, при копировании объекта класса Blobэлементы копии должны ссылаться на те же элементы, что и оригинал.

Обычно, когда два объекта совместно используют те же данные, они не удаляются при удалении одного из объектов:

Blob b1; // пустой Blob

{ // новая область видимости

Blob b2 = {"a", "an", "the"};

b1 = b2; // b1 и b2 совместно используют те же элементы

} // b2 удаляется, но элементы b2 нет

// b1 указывает на элементы, первоначально созданные в b2

В этом примере объекты b1и b2совместно используют те же элементы. Когда объект b2выходит из области видимости, эти элементы должны остаться, поскольку объект b1все еще использует их.

Основная причина использования динамической памяти в том, чтобы позволить нескольким объектам совместно использовать те же данные.