C/C++|经典代码题(动态资源的双重释放与「按值传递、按引用传递、智能指针的使用」)

本文主要是介绍C/C++|经典代码题(动态资源的双重释放与「按值传递、按引用传递、智能指针的使用」),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

以下代码中你能看出其存在什么问题?如何修复,能给出几种方法?分别在什么场景下用哪种方法。

#include <iostream>class Buffer {public:Buffer() { std::cout << "Buffer created" << std::endl; }~Buffer() { std::cout << "Buffer destroyed" << std::endl; }Buffer(const Buffer&) = delete;Buffer& operator=(const Buffer&) = delete;
};class BufferManager {public:BufferManager() : buffer(new Buffer()) {std::cout << "BufferManager created" << std::endl;}~BufferManager() {std::cout << "BufferManager destroyed" << std::endl;delete buffer;}private:Buffer* buffer;
};void getBuffer(BufferManager manager) {std::cout << "Call getBuffer" << std::endl;
}int main() {BufferManager manager;getBuffer(manager);return 0;
}

代码简单介绍如下:给出两个类,一个是 buffer 管理器,底层是 buffer, buffer 管理器持有一个 buffer 指针,有一个 getBuffer 函数。主逻辑也很简单,就是构造 BufferManager,调用 getBuffer

我们简单分析一下代码:

我们在 getBuffer 中,是按值传递 BufferManager 对象,这会导致 BufferManager 对象被拷贝。然而, BufferManager 对象中报一个只想动态分配内存的 buffer ,并且 BufferManager 的默认拷贝构造函数只是执行浅拷贝。这样,多个 BufferManager 对象会共享同一个 Buffer 对象指针。当它们被销毁时,析构函数会多次尝试删除同一个指针,导致双重释放错误。

拷贝构造函数和赋值运算符的隐式生成会默认浅拷贝!!这对于类中包含指针成员时,通常会导致资源管理问题。

方案一:禁止拷贝构造和赋值操作

主要场景: 如果 BufferManager 作为资源的唯一拥有者,不应允许拷贝,则可以直接禁止拷贝构造函数和赋值操作符。这样就可以避免拷贝行为带来的问题。

class BufferManager {public:BufferManager() : buffer(new Buffer()) {std::cout << "BufferManager created" << std::endl;}~BufferManager() {std::cout << "BufferManager destroyed" << std::endl;delete buffer;}// 禁止拷贝构造和赋值操作BufferManager(const BufferManager&) = delete;BufferManager& operator=(const BufferManager&) = delete;private:Buffer* buffer;
};

通过禁止拷贝和赋值操作,BufferManager 对象无法被复制,因此也不会出现指针重复管理的问题。在需要确保对象不可拷贝的场景下使用这种方法非常合适,例如管理独占资源时。

方式二:按引用传递 BufferManager(最普遍、广泛的改进)

场景:如果只需要传递 BufferManager 的引用,而不需要拷贝整个对象,可以使用按引用传递的方式。这可以避免对象的拷贝,消除双重释放的风险

void getBuffer(BufferManager& manager) {}

方式三:使用智能指针(也是一种普遍、广泛的改进)

场景:如果希望让对象能够被安全地复制和转移,并且自动管理指针的生命周期,可以使用 std::unique_ptr 代替原始指针。std::unique_ptr 能够确保指针只被释放一次,并且不会导致双重释放问题。

我们将 BufferManager 中的原始指针替换为 std::unique_ptr,这样当 BufferManager 被销毁时,智能指针会自动管理 Buffer 对象的销毁。

#include <memory>class BufferManager {public:BufferManager() : buffer(std::make_unique<Buffer>()) {std::cout << "BufferManager created" << std::endl;}~BufferManager() {std::cout << "BufferManager destroyed" << std::endl;}private:std::unique_ptr<Buffer> buffer;
};

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http://www.chinasem.cn/article/1091916

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