智能指针(C++11)

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1 智能指针概述 #

mindmap
    id1[智能指针概述]
        id1-1[智能指针基本概念]
        id1-2[智能指针的定义与作用]
        id1-3[智能指针与传统指针的区别]
        id1-4[智能指针的设计思想]
        id1-5[智能指针的优势与适用场景]
        id1-6[智能指针发展历程]
        id1-7[C++98中的auto_ptr]
        id1-8[C++11智能指针的引入背景]
        id1-9[各版本C++标准中智能指针的演进]
        id1-10[智能指针核心特性]
        id1-11[自动内存管理机制]
        id1-12[所有权语义]
        id1-13[异常安全性保证]
        id1-14[资源获取即初始化 RAII 原则]
智能指针基本概念
智能指针的定义与作用
智能指针与传统指针的区别
智能指针的设计思想
智能指针的优势与适用场景
智能指针发展历程
C++98中的auto_ptr
C++11智能指针的引入背景
各版本C++标准中智能指针的演进
智能指针核心特性
自动内存管理机制
所有权语义
异常安全性保证
资源获取即初始化 RAII 原则

2 智能指针类型详解 #

unique_ptr
unique_ptr基本特性
独占所有权的设计理念
移动语义支持
禁止拷贝构造和拷贝赋值
自定义删除器支持
unique_ptr操作接口
构造函数与工厂函数
reset 和release 方法
get 和operator*操作
与原始指针的转换
unique_ptr应用场景
资源独占管理
工厂模式返回对象
数组管理 unique_ptr<T[]>
作为类成员变量
shared_ptr
shared_ptr核心机制
引用计数原理
共享所有权语义
线程安全性分析
控制块结构解析
shared_ptr操作接口
构造函数与make_shared
use_count 和unique 方法
reset 方法详解
自定义删除器
shared_ptr高级特性
别名构造函数
类型转换支持
弱引用与循环引用问题
性能优化考虑
weak_ptr
weak_ptr设计目的
解决循环引用问题
观察者模式实现
非拥有性引用语义
weak_ptr操作接口
lock 方法详解
expired 方法使用
与shared_ptr的转换
构造函数与赋值操作
weak_ptr应用模式
缓存实现
观察者设计模式
打破循环引用
资源监控
mindmap
    id2[智能指针类型详解]
        id2-1[unique_ptr]
            id2-1-1[unique_ptr基本特性]
        id2-2[独占所有权的设计理念]
        id2-3[移动语义支持]
        id2-4[禁止拷贝构造和拷贝赋值]
        id2-5[自定义删除器支持]
            id2-5-1[unique_ptr操作接口]
        id2-6[构造函数与工厂函数]
        id2-7[reset  和release  方法]
        id2-8[get  和operator*操作]
        id2-9[与原始指针的转换]
            id2-9-1[unique_ptr应用场景]
        id2-10[资源独占管理]
        id2-11[工厂模式返回对象]
        id2-12[数组管理 unique_ptr<T[]>]
        id2-13[作为类成员变量]
        id2-14[shared_ptr]
            id2-14-1[shared_ptr核心机制]
        id2-15[引用计数原理]
        id2-16[共享所有权语义]
        id2-17[线程安全性分析]
        id2-18[控制块结构解析]
            id2-18-1[shared_ptr操作接口]
        id2-19[构造函数与make_shared]
        id2-20[use_count  和unique  方法]
        id2-21[reset  方法详解]
        id2-22[自定义删除器]
            id2-22-1[shared_ptr高级特性]
        id2-23[别名构造函数]
        id2-24[类型转换支持]
        id2-25[弱引用与循环引用问题]
        id2-26[性能优化考虑]
        id2-27[weak_ptr]
            id2-27-1[weak_ptr设计目的]
        id2-28[解决循环引用问题]
        id2-29[观察者模式实现]
        id2-30[非拥有性引用语义]
            id2-30-1[weak_ptr操作接口]
        id2-31[lock  方法详解]
        id2-32[expired  方法使用]
        id2-33[与shared_ptr的转换]
        id2-34[构造函数与赋值操作]
            id2-34-1[weak_ptr应用模式]
        id2-35[缓存实现]
        id2-36[观察者设计模式]
        id2-37[打破循环引用]
        id2-38[资源监控]

3 智能指针实现原理 #

mindmap
    id3[智能指针实现原理]
        id3-1[引用计数机制]
        id3-2[引用计数实现方式]
        id3-3[原子操作保证线程安全]
        id3-4[控制块内存布局]
        id3-5[引用计数增减策略]
        id3-6[内存管理策略]
        id3-7[make_shared内存优化]
        id3-8[自定义分配器支持]
        id3-9[删除器机制实现]
        id3-10[异常安全保证]
        id3-11[模板元编程应用]
        id3-12[类型擦除技术]
        id3-13[enable_shared_from_this]
        id3-14[模板特化与偏特化]
        id3-15[SFINAE技术应用]
引用计数机制
引用计数实现方式
原子操作保证线程安全
控制块内存布局
引用计数增减策略
内存管理策略
make_shared内存优化
自定义分配器支持
删除器机制实现
异常安全保证
模板元编程应用
类型擦除技术
enable_shared_from_this
模板特化与偏特化
SFINAE技术应用

4 智能指针使用技巧 #

正确使用模式
优先使用make_shared/make_unique
避免混用智能指针和原始指针
正确传递智能指针参数
返回智能指针的最佳实践
常见陷阱与解决方案
循环引用问题
循环引用产生原因
weak_ptr解决方案
设计模式避免循环引用
性能优化
引用计数开销分析
内存分配优化策略
移动语义应用
避免不必要的拷贝
线程安全问题
引用计数的线程安全
对象访问的线程安全
原子操作保证
锁机制配合使用
高级应用场景
多态对象管理
容器中的智能指针
回调函数管理
资源池实现
mindmap
    id4[智能指针使用技巧]
        id4-1[正确使用模式]
        id4-2[优先使用make_shared/make_unique]
        id4-3[避免混用智能指针和原始指针]
        id4-4[正确传递智能指针参数]
        id4-5[返回智能指针的最佳实践]
        id4-6[常见陷阱与解决方案]
            id4-6-1[循环引用问题]
        id4-7[循环引用产生原因]
        id4-8[weak_ptr解决方案]
        id4-9[设计模式避免循环引用]
            id4-9-1[性能优化]
        id4-10[引用计数开销分析]
        id4-11[内存分配优化策略]
        id4-12[移动语义应用]
        id4-13[避免不必要的拷贝]
            id4-13-1[线程安全问题]
        id4-14[引用计数的线程安全]
        id4-15[对象访问的线程安全]
        id4-16[原子操作保证]
        id4-17[锁机制配合使用]
        id4-18[高级应用场景]
        id4-19[多态对象管理]
        id4-20[容器中的智能指针]
        id4-21[回调函数管理]
        id4-22[资源池实现]

5 智能指针与标准库集成 #

mindmap
    id5[智能指针与标准库集成]
        id5-1[容器中的智能指针]
        id5-2[vector<shared_ptr<T>>使用]
        id5-3[map中的智能指针键值]
        id5-4[算法与智能指针配合]
        id5-5[范围for循环应用]
        id5-6[与异常处理集成]
        id5-7[异常安全保证机制]
        id5-8[栈展开时的资源释放]
        id5-9[noexcept规范应用]
        id5-10[异常处理最佳实践]
        id5-11[与其他C++特性结合]
        id5-12[与移动语义配合]
        id5-13[完美转发应用]
        id5-14[lambda表达式使用]
        id5-15[类型推导配合]
容器中的智能指针
vector<shared_ptr<T>>使用
map中的智能指针键值
算法与智能指针配合
范围for循环应用
与异常处理集成
异常安全保证机制
栈展开时的资源释放
noexcept规范应用
异常处理最佳实践
与其他C++特性结合
与移动语义配合
完美转发应用
lambda表达式使用
类型推导配合

6 自定义智能指针 #

实现自定义删除器
函数对象删除器
lambda表达式删除器
状态保持删除器
资源特定删除器
扩展智能指针功能
调试版本增强
性能监控功能
自定义分配器
特殊资源管理
智能指针测试与调试
内存泄漏检测
引用计数验证
多线程测试
性能分析工具
mindmap
    id6[自定义智能指针]
        id6-1[实现自定义删除器]
        id6-2[函数对象删除器]
        id6-3[lambda表达式删除器]
        id6-4[状态保持删除器]
        id6-5[资源特定删除器]
        id6-6[扩展智能指针功能]
        id6-7[调试版本增强]
        id6-8[性能监控功能]
        id6-9[自定义分配器]
        id6-10[特殊资源管理]
        id6-11[智能指针测试与调试]
        id6-12[内存泄漏检测]
        id6-13[引用计数验证]
        id6-14[多线程测试]
        id6-15[性能分析工具]

7 最佳实践与设计指南 #

mindmap
    id7[最佳实践与设计指南]
        id7-1[编码规范]
        id7-2[命名约定]
        id7-3[使用场景选择指南]
        id7-4[代码审查要点]
        id7-5[性能考量因素]
        id7-6[设计模式应用]
        id7-7[工厂模式中的智能指针]
        id7-8[观察者模式实现]
        id7-9[资源管理模式]
        id7-10[单例模式改进]
        id7-11[迁移与兼容性]
        id7-12[从原始指针迁移]
        id7-13[与遗留代码集成]
        id7-14[跨版本兼容性]
        id7-15[第三方库集成]
编码规范
命名约定
使用场景选择指南
代码审查要点
性能考量因素
设计模式应用
工厂模式中的智能指针
观察者模式实现
资源管理模式
单例模式改进
迁移与兼容性
从原始指针迁移
与遗留代码集成
跨版本兼容性
第三方库集成