Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Когда указатель удаляется, он становится недопустимым. Но, даже став недопустимым, на многих машинах он продолжает содержать адрес уже освобожденной области динамической памяти. После освобождения области памяти указатель на нее становится потерянным указателем (dangling pointer). Потерянный указатель указывает на ту область памяти, которая когда-то содержала объект, но больше не содержит.

Потерянным указателям присущи все проблемы неинициализированных указателей (см. раздел 2.3.2). Проблем с потерянными указателями можно избежать, освободив связанную с ними память непосредственно перед выходом из области видимости самого указателя. Так не появится шанса использовать указатель уже после того, как связанная с ним память будет освобождена. Если указатель необходимо сохранить, то после применения оператора deleteему можно присвоить значение nullptr. Это непосредственно свидетельствует о том, что указатель не указывает на объект.

Фундаментальная проблема с динамической памятью в том, что может быть несколько указателей на ту же область памяти. Переустановка значения указателя при освобождении памяти позволяет проверять допустимость данного конкретного указателя, но никак не влияет на все остальные указатели, все еще указывающие на уже освобожденную область памяти. Рассмотрим пример:

int *p(new int(42)); // p указывает на динамическую память

auto q = p; // p и q указывают на ту же область памяти

delete p; // делает недопустимыми p и q

p = nullptr; // указывает, что указатель p больше не связан с объектом

Здесь указатели pи qуказывают на тот же динамически созданный объект. Удалим этот объект и присвоим указателю pзначение nullptr, засвидетельствовав, что он больше не указывает на объект. Однако переустановка значения указателя pникак не влияет на указатель q, который стал недопустимым после освобождения памяти, на которую указывал указатель p(и указатель q!). В реальных системах поиск всех указателей на ту же область памяти зачастую на удивление труден.

Упражнение 12.6. Напишите функцию, которая возвращает динамически созданный вектор целых чисел. Передайте этот вектор другой функции, которая читает значения его элементов со стандартного устройства ввода. Передайте вектор другой функции, выводящей прочитанные ранее значения. Не забудьте удалить вектор в подходящий момент.

Упражнение 12.7. Переделайте предыдущее упражнение, используя на сей раз указатель shared_ptr.

Упражнение 12.8. Объясните, все ли правильно в следующей функции:

bool b() {

int* p = new int;

// ...

return p;

}

Упражнение 12.9. Объясните, что происходит в следующем коде:

int *q = new int(42), *r = new int(100);

r = q;

auto q2 = make_shared(42), r2 = make_shared(100);

r2 = q2;

Как уже упоминалось, если не инициализировать интеллектуальный указатель, он инициализируется как нулевой. Как свидетельствует табл. 12.3, интеллектуальный указатель можно также инициализировать указателем, возвращенным оператором new:

shared_ptr p1; // shared_ptr может указывать на double

shared_ptr p2(new int(42)); // p2 указывает на int со значением 42

Конструкторы интеллектуального указателя, получающие указатели, являются явными (см. раздел 7.5.4). Следовательно, нельзя неявно преобразовать встроенный указатель в интеллектуальный; для инициализации интеллектуального указателя придется использовать прямую форму инициализации (см. раздел 3.2.1):

shared_ptr p1 = new int(1024); // ошибка: нужна

// прямая инициализация

shared_ptr p2(new int(1024)); // ok: использует

// прямую инициализацию

Таблица 12.3. Другие способы определения и изменения указателя shared_ptr

Инициализация указателя p1неявно требует, чтобы компилятор создал указатель типа shared_ptrиз указателя int*, возвращенного оператором new. Поскольку нельзя неявно преобразовать обычный указатель в интеллектуальный, такая инициализация ошибочна. По той же причине функция, возвращающая указатель shared_ptr, не может неявно преобразовать простой указатель в своем операторе return:

shared_ptr clone(int p) {

return new int(p); // ошибка: неявное преобразование

// в shared_ptr

}

Следует явно связать указатель shared_ptrс указателем, который предстоит возвратить:

shared_ptr clone (int p) {

// ok: явное создание shared_ptr из int*

return shared_ptr(new int(p));

}

По умолчанию указатель, используемый для инициализации интеллектуального указателя, должен указывать на область динамической памяти, поскольку по умолчанию интеллектуальные указатели используют оператор deleteдля освобождения связанного с ним объекта. Интеллектуальные указатели можно связать с указателями на другие виды ресурсов. Но для этого необходимо предоставить собственную функцию, используемую вместо оператора delete. Предоставление собственного кода удаления рассматривается в разделе 12.1.4.