Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

void f() {

int *ip = new int(42); // динамически зарезервировать новый объект

// код, передающий исключение, не обрабатываемое в функции f()

delete ip; // освобождает память перед выходом

}

Если исключение происходит между операторами newи deleteи не обрабатывается в функции f(), то освободить эту память никак не получится. Вне функции f()нет указателя на эту память, поэтому нет никакого способа освободить ее.

Интеллектуальные указатели и классы без деструкторов

Большинство классов языка С++, включая все библиотечные классы, определяют деструкторы (см. раздел 12.1.1), заботящиеся об удалении используемых объектом ресурсов. Но не все классы таковы. В частности, классы, разработанные для использования и в языке С, и в языке С++, обычно требуют от пользователя явного освобождения всех используемых ресурсов.

Классы, которые резервируют ресурсы, но не определяют деструкторы для их освобождения, подвержены тем же ошибкам, которые возникают при самостоятельном использовании динамической памяти. Довольно просто забыть освободить ресурс. Аналогично, если произойдет исключение после резервирования ресурса, но до его освобождения, программа потеряет его.

Для управления классами без деструкторов зачастую можно использовать те же подходы, что и для управления динамической памятью. Предположим, например, что используется сетевая библиотека, применимая как в языке С, так и в С++. Использующая эту библиотеку программа могла бы содержать такой код:

struct destination; // представляет то, с чем установлено соединение

struct connection; // информация для использования соединения

connection connect(destination*); // открывает соединение

void disconnect(connection); // закрывает данное соединение

void f(destination &d /* другие параметры */) {

// получить соединение; не забыть закрывать по завершении

connection с = connect(&d); // использовать соединение

// если забыть вызывать функцию disconnect() перед выходом из

// функции f(), то уже не будет никакого способа закрыть соединение

}

Если бы у структуры connectionбыл деструктор, то по завершении функции f()он закрыл бы соединение автоматически. Однако у нее нет деструктора. Эта проблема почти идентична проблеме предыдущей программы, использовавшей указатель shared_ptr, чтобы избежать утечек памяти. Здесь также можно использовать указатель shared_ptrдля гарантии правильности закрытия соединения.

Использование собственного кода удаления

По умолчанию указатели shared_ptrподразумевали, что они указывают на динамическую память. Следовательно, когда указатель shared_ptrудаляется, он по умолчанию выполняет оператор deleteдля содержащегося в нем указателя. Чтобы использовать указатель shared_ptrдля управления соединением connection, следует сначала определить функцию, используемую вместо оператора delete. Должна быть возможность вызова этой функции удаления (deleter) с указателем, хранимым в указателе shared_ptr. В данном случае функция удаления должна получать один аргумент типа connection*:

void end_connection(connection *p) { disconnect(*p); }

При создании указателя shared_ptrможно передать необязательный аргумент, указывающий на функцию удаления (см. раздел 6.7):

void f(destination &d /* другие параметры */) {

connection с = connect(&d);

shared_ptr p(&c, end_connection);

// использовать соединение

// при выходе из функции f(), даже в случае исключения, соединение

// будет закрыто правильно

}

При удалении указателя pдля хранимого в нем указателя вместо оператора deleteбудет вызвана функция end_connection(). Функция end_connection(), в свою очередь, вызовет функцию disconnect(), гарантируя таким образом закрытие соединения. При нормальном выходе из функции f()указатель pбудет удален в ходе процедуры выхода. Кроме того, указатель pбудет также удален, а соединение закрыто, если произойдет исключение.

Интеллектуальные указатели могут обеспечить безопасность и удобство работы с динамически созданной памятью только при правильном использовании. Для этого следует придерживаться ряда соглашений.

• Не используйте значение того же встроенного указателя для инициализации (переустановки) нескольких интеллектуальных указателей.

• Не используйте оператор deleteдля указателя, возвращенного функцией get().

• Не используйте функцию get()для инициализации или переустановки другого интеллектуального указателя.

• Используя указатель, возвращенный функцией get(), помните, что указатель станет недопустимым после удаления последнего соответствующего интеллектуального указателя.

• Если интеллектуальный указатель используется для управления ресурсом, отличным от области динамической памяти, зарезервированной оператором new, не забывайте использовать функцию удаления (раздел 12.1.4 и раздел 12.1.5).

Упражнение 12.14. Напишите собственную версию функции, использующую указатель shared_ptrдля управления соединением.

Упражнение 12.15. Перепишите первое упражнение так, чтобы использовать лямбда-выражение (см. раздел 10.3.2) вместо функции end_connection().

Указатель unique_ptr"владеет" объектом, на который он указывает. В отличие от указателя shared_ptr, только один указатель unique_ptrможет одновременно указывать на данный объект. Объект, на который указывает указатель unique_ptr, удаляется при удалении указателя. Список функций, специфических для указателя unique_ptr, приведен в табл. 12.4. Функции, общие для обоих указателей, приведены в табл. 12.1.

В отличие от указателя shared_ptr, нет никакой библиотечной функции, подобной функции make_shared(), которая возвращала бы указатель unique_ptr. Вместо этого определяемый указатель unique_ptrсвязывается с указателем, возвращенным оператором new. Подобно указателю shared_ptr, можно использовать прямую форму инициализации:

unique_ptr p1; // указатель unique_ptr на тип double

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

Таблица 12.4. Функции указателя unique_ptr(см. также табл. 12.1)

Поскольку указатель unique_ptrвладеет объектом, на который указывает, он не поддерживает обычного копирования и присвоения: