内存管理模式
内存管理策略概述
内存管理模式有助于开发者高效地处理动态内存分配，并预防常见的内存相关问题。
RAII（资源获取即初始化）
class ResourceManager {
private:
int* data;
public:
ResourceManager(size_t size) {
data = new int[size];
}
~ResourceManager() {
delete[] data;
}
};
智能指针模式
graph TD
A[智能指针] --> B[std::unique_ptr]
A --> C[std::shared_ptr]
A --> D[std::weak_ptr]
独占指针模式
std::unique_ptr<int> createUniqueResource() {
return std::make_unique<int>(42);
}
共享指针模式
std::shared_ptr<int> sharedResource = std::make_shared<int>(100);
auto anotherReference = sharedResource;
内存管理策略
| 策略 |
描述 |
使用场景 |
| 所有权转移 |
移动语义 |
高效的资源管理 |
| 引用计数 |
共享所有权 |
复杂对象生命周期 |
| 弱引用 |
非拥有引用 |
打破循环依赖 |
自定义删除器模式
auto customDeleter = [](int* ptr) {
std::cout << "自定义删除" << std::endl;
delete ptr;
};
std::unique_ptr<int, decltype(customDeleter)>
customPtr(new int(50), customDeleter);
内存池模式
class MemoryPool {
private:
std::vector<int*> pool;
public:
int* allocate() {
if (pool.empty()) {
return new int;
}
int* mem = pool.back();
pool.pop_back();
return mem;
}
void deallocate(int* ptr) {
pool.push_back(ptr);
}
};
单例内存管理
class Singleton {
private:
static std::unique_ptr<Singleton> instance;
Singleton() = default;
public:
static Singleton& getInstance() {
if (!instance) {
instance = std::unique_ptr<Singleton>(new Singleton());
}
return *instance;
}
};
高级内存管理技术
定位 new
char buffer[sizeof(MyClass)];
MyClass* obj = new (buffer) MyClass();
// 自定义内存放置
内存管理反模式
- 避免原始指针操作
- 尽量减少手动内存管理
- 优先使用标准库智能指针
- 使用移动语义提高效率
LabEx 建议
在 LabEx，我们强调现代 C++ 内存管理技术，这些技术将安全性和性能放在首位。
错误预防策略
template<typename T>
class SafePointer {
private:
T* ptr;
public:
SafePointer(T* p) : ptr(p) {
if (!ptr) throw std::runtime_error("空指针");
}
~SafePointer() { delete ptr; }
};
结论
有效的内存管理需要理解各种模式，使用现代 C++ 特性，并采用最佳实践来创建健壮且高效的软件。
