qsharedpointer：C++智能指针

在C++中，指针是一种非常常用的数据类型，它能够让我们方便地访问和修改内存中的变量。但是，指针的使用也是非常容易出错的，比如可能会忘记释放内存、指针悬空等等。在这种情况下，智能指针就应运而生，它是一种可以自动管理内存的指针，能够在不需要使用指针时自动释放资源，从而避免了一部分的错误。qsharedpointer是Qt框架提供的一种智能指针，它具有极高的灵活性和安全性，并且非常适用于Qt开发。

一、构造函数和析构函数

qsharedpointer的主要实现是利用了引用计数机制，它记录了有多少个指针指向了同一个对象，并且会在最后一个指针结束生命周期的时候自动的释放资源。qsharedpointer提供了多种构造函数和析构函数，这些函数可以根据不同的需求进行选择。下面是qsharedpointer的最基本的构造函数和析构函数，它们可以创建和销毁一个指向一个对象的智能指针。


template QSharedPointer::QSharedPointer(T *ptr = Q_NULLPTR) : d(new Data(ptr)) {}
template QSharedPointer::~QSharedPointer() { d->ref.ref() == 1 ? delete d->ptr : d->ref.deref(); delete d; }

这里需要注意的是，qsharedpointer的构造函数可以接受一个指向某个对象的原始指针，也可以没有参数，此时它将会创建一个空指针。同时qsharedpointer的析构函数会在不需要使用指针时自动释放资源，它的实现方式是通过引用计数机制实现的。在析构函数中，我们可以看到d->ref.ref()的执行，它会将引用计数减1，从而保证了对象的正确释放。

二、拷贝构造函数和移动构造函数

qsharedpointer提供了拷贝构造函数和移动构造函数，它们可以将一个已有的智能指针复制或者移动到一个新的智能指针中。同时，qsharedpointer还提供了一些辅助函数，如reset函数、swap函数等。

1.拷贝构造函数


QSharedPointer(const QSharedPointer &other) : d(other.d) { d->ref.ref(); }

拷贝构造函数将会复制一个已存在的智能指针，并且增加引用计数。在函数中，我们可以看到直接将other的私有数据d复制到了当前对象的私有数据d中，并且增加了一次引用计数，避免了指针的重复释放。需要注意的是，在拷贝构造函数中，我们没有增加原始指针的引用计数，这是因为我们并不知道other中的指针是否是下面的原始指针，如果这里增加一次引用计数，那么可能就会导致一些错误的结果。

2.移动构造函数


QSharedPointer(QSharedPointer &&other) Q_DECL_NOEXCEPT : d(other.d) { other.d = Q_NULLPTR; }

移动构造函数允许我们将一个已有的智能指针的所有权移动到一个新的智能指针中。在函数中，我们可以看到将other的私有数据d赋值给了当前对象的私有数据d，并且设置other的私有数据d为null。这里需要注意的是，other在函数执行完之后不应当再使用，因为它所指向的资源已经被移动走了。

三、示例代码

下面是一个简单的例子，我们首先创建一个普通的指针，然后将它转换为智能指针，并且进行引用计数的测试：


#include <QSharedPointer>

int main() {
    int *a = new int(10);
    QSharedPointer ptr(a);
    QSharedPointer ptr1(ptr);
    ptr1.reset(new int(20));
    qDebug() << *ptr << *ptr1;
}

在上面的代码中，我们首先创建了一个指针a，然后将它转换为智能指针ptr，并且创建了另外一个智能指针ptr1，这里使用了拷贝构造函数。接着，我们调用了reset函数，将ptr1指向了一个新的int变量。最后输出了ptr和ptr1所指向的变量值。我们可以看到，在ptr1指向新的int变量之后，ptr所指向的变量依然是原来的int变量（值为10），因为它们所指向的资源是不同的。

四、总结

在这篇文章中，我们对qsharedpointer进行了详细的阐述。它是一种非常优秀的智能指针，能够在不需要使用指针时自动释放资源，避免了一部分的错误。它实现了引用计数机制，能够正确地管理内存，同时还提供了拷贝构造函数、移动构造函数、reset函数、swap函数等辅助函数，非常方便实用。在Qt开发中，qsharedpointer也是非常流行的一种指针类型，它被广泛地应用于内存管理、线程控制等方面，是开发者不可或缺的一种重要工具。

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