c++ reset函数：全方位剖析

小蓝 • 2024-12-31 11:49 • 编程

一、reset函数简介

reset函数是c++中unique_ptr模板类的成员函数之一，它的主要作用是将unique_ptr所拥有的指针对象释放掉，并将指向该对象的unique_ptr置空（即重置为nullptr）。

reset函数的原型如下：

void reset(pointer ptr = pointer()) noexcept;

其中，pointer为智能指针对象所管理的指针类型。

二、使用reset函数实现手动内存管理

在手动内存管理的场景中，我们经常会通过new关键字创建动态分配的对象，并将指向该对象的指针交给一个指针变量或智能指针管理。

如果我们需要手动释放该对象，可以调用delete关键字删除指针指向的对象，如下示例所示：

MyClass* pClass = new MyClass();
// do something
delete pClass;

但是这种手动管理内存的方式很容易出现内存泄漏或者空悬指针的问题。因此，在使用动态分配的对象时，最好使用智能指针进行管理。

使用unique_ptr智能指针时，可以通过reset函数手动释放指针所指向的对象，如下示例所示：

unique_ptr pClass(new MyClass());
// do something
pClass.reset();

上述代码中，通过调用reset函数将指向MyClass对象的智能指针pClass重置为nullptr，同时也释放了该对象所占用的内存。

三、使用reset函数实现资源所有权的转移

unique_ptr智能指针的一个重要特点就是，它可用于唯一拥有某个资源。在这种场景下，通过reset函数可以将资源所有权传递给另一个unique_ptr对象，示例如下：

unique_ptr pClass1(new MyClass());
unique_ptr pClass2;
pClass2.reset(pClass1.release());

上述代码中，通过调用pClass1的release函数，将指向MyClass对象的指针从pClass1中释放，并返回该指针。然后，将该指针交叉给pClass2的reset函数，并由pClass2接管该资源的所有权。

四、reset函数的异常保证

unique_ptr的reset函数有一个noexcept修饰符，表示该函数不会抛出异常。这意味着，在reset函数执行失败时，unique_ptr并不会抛出任何异常，而只是将该函数的返回值改为false。

有时候，我们在编写异常安全代码时需要使用noexcept特性，因为这可以让编译器在不必要的时候进行代码优化，同时，我们可以通过这个特性来保证代码的健壮性。

下面的代码演示了unique_ptr的reset函数的noexcept特性：

unique_ptr pClass(new MyClass());
// do something
try {
    pClass.reset();
} catch (...) {
    // do something
}

上面的代码中，当reset函数中的语句抛出异常时，异常处理程序不会被执行。这是因为pClass的reset函数体前使用了noexcept标识符。

五、reset函数优缺点总结

使用reset函数可以帮助我们解决手动管理内存时很容易出现的内存泄漏问题。同时，reset函数可以实现资源的所有权的传递，以避免不必要的内存管理。

然而，使用reset函数也有其缺点。由于reset函数是std::unique_ptr的成员函数，因此，若需要在非unique_ptr类型上重用该特性，则需要复制等价的代码，降低了代码的可复用性；同时，由于reset函数只能操作unique_ptr的指针类型，因此对于shared_ptr等其他智能指针类型无法使用reset函数。

完整代码示例

#include <memory>
#include <iostream>

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "MyClass constructed." << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass destructed." << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 使用reset函数释放资源
    std::unique_ptr<MyClass> pClass1(new MyClass());
    pClass1.reset();

    // 将资源所有权转移给另一个unique_ptr对象
    std::unique_ptr<MyClass> pClass2;
    pClass2.reset(new MyClass());
    pClass1.reset(pClass2.release());

    // reset函数的noexcept特性
    try {
        pClass2.reset();
    } catch (...) {
        std::cout << "Exception caught." << std::endl;
    }
    
    return 0;
}

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