企业官网建设流程全解析

网站开发找谁,一级a做爰片51网站,防wordpress花园,建什么网站能百度收录一. 智能指针的核心#xff1a;RAII 设计思想 1.1 为什么需要智能指针#xff1f; 手动管理内存的致命问题#xff1a;异常导致资源泄漏。例如下面的代码#xff0c;Divide抛出异常后#xff0c;array1和array2的delete语句无法执行#xff0c;造成内存泄漏#xff1a…一. 智能指针的核心RAII 设计思想1.1 为什么需要智能指针手动管理内存的致命问题异常导致资源泄漏。例如下面的代码Divide抛出异常后array1和array2的delete语句无法执行造成内存泄漏double Divide(int a, int b) { // 当b 0时抛出异常 if (b 0) { throw Divide by zero condition!; } else { return (double)a / (double)b; } } void Func() { // 这⾥可以看到如果发⽣除0错误抛出异常另外下⾯的array和array2没有得到释放。 // 所以这⾥捕获异常后并不处理异常异常还是交给外⾯处理这⾥捕获了再重新抛出去。 // 但是如果array2new的时候抛异常呢就还需要套⼀层捕获释放逻辑这⾥更好解决⽅案 // 是智能指针否则代码太戳了 int* array1 new int[10]; int* array2 new int[10]; // 抛异常呢 try { int len, time; cin len time; cout Divide(len, time) endl; } catch (...) { cout delete [] array1 endl; cout delete [] array2 endl; delete[] array1; delete[] array2; throw; // 异常重新抛出捕获到什么抛出什么 } // ... cout delete [] array1 endl; delete[] array1; cout delete [] array2 endl; delete[] array2; } int main() { try { Func(); } catch (const char* errmsg) { cout errmsg endl; } catch (const exception e) { cout e.what() endl; } catch (...) { cout 未知异常 endl; } return 0; }1.2 RAII智能指针的设计灵魂RAIIResource Acquisition Is Initialization即 “资源获取即初始化”它是一种管理资源的类的设计思想本质是一种利用对象生命周期来管理获取到的动态资源避免资源泄露。这里的资源可以是内存、文件指针、网络连接、互斥锁等等。RAII 在获取资源时把资源委托给一个对象接着控制对资源的访问资源在对象的生命周期内始终保持有效最后在对象析构的时候释放资源这样保障了资源的正常释放避免资源泄露问题。智能指针类除了满足 RAII 的设计思路还要方便资源的访问所以智能指针类还会像迭代器类一样重载operator*/operator-/operator[]等运算符方便访问资源。RAII 核心思想资源内存、文件句柄、锁在对象构造时获取资源在对象析构时自动释放无论正常执行还是异常退出对象生命周期结束都会调用析构智能指针本质是封装了指针的类重载*、-等运算符模拟指针行为同时通过 RAII 管理资源。简易智能指针实现理解原理templateclass T class SmartPtr { public: // 构造时获取资源RAII SmartPtr(T* ptr) :_ptr(ptr) {} // 析构时自动释放资源 ~SmartPtr() { cout delete []: _ptr endl; delete[] _ptr; } T operator*() { return *_ptr; } T* operator-() { return _ptr; } T operator[](size_t i) { return _ptr[i]; } private: T* _ptr; }; //int main() //{ // SmartPtrint sp1 new int[5] {1, 2, 3, 4, 5}; // *sp1 1; // sp1[2] 1; // // SmartPtrpairint, int sp2 new pairint, int[2]; // sp2-first 1; // sp2-second 1; // // return 0; //}使用后即使抛出异常SmartPtr对象析构时也会自动释放资源代码简洁且安全double Divide(int a, int b) { // 当 b 0 时抛异常 if (b 0) { throw Divide by zero condition!; } else { return (double)a / (double)b; } } void Func() { SmartPtrint sp1 new int[10]; SmartPtrint sp2 new int[10]; int len, time; cin len time; cout Divide(len, time) endl; } int main() { try { Func(); } catch (const char* errmsg) { cout errmsg endl; } catch (const exception e) { cout e.what() endl; } catch (...) { cout 未知异常 endl; } return 0; }二. C 标准库智能指针用法与场景C11 及后续标准提供了 3 种核心智能指针均在memory头文件中各自针对不同场景设计先简单介绍一下后面逐一详解。核心智能指针简介auto_ptr是 C98 时设计出来的智能指针特点是拷贝时把拷贝对象的资源的管理权转移给拷贝对象这是一个非常糟糕的设计因为它会导致被拷贝对象悬空、访问报错的问题。C11 设计出新的智能指针后强烈建议不要使用auto_ptr实际上在 C11 出来之前很多公司也是明令禁止使用这个智能指针的。unique_ptr是 C11 设计出来的智能指针名字翻译为 “唯一指针”。特点是不支持拷贝只支持移动。如果不需要拷贝的场景就非常建议使用它。shared_ptr是 C11 设计出来的智能指针名字翻译为 “共享指针”。特点是支持拷贝也支持移动。如果需要拷贝的场景就需要使用它底层是用引用计数的方式实现的。weak_ptr是 C11 设计出来的智能指针名字翻译为 “弱指针”。它完全不同于上面的智能指针不支持 RAII也就意味着不能用它直接管理资源。weak_ptr的产生本质是解决shared_ptr的一个循环引用导致内存泄漏的问题。补充知识点删除器与数组特化智能指针析构时默认是进行delete释放资源这也就意味着如果不是new出来的资源交给智能指针管理析构时就会崩溃。智能指针支持在构造时给一个删除器所谓删除器本质就是一个可调用对象这个可调用对象中实现你想要的释放资源的方式。当构造智能指针时给了定制的删除器在智能指针析构时就会调用删除器去释放资源。因为new[]经常使用所以为了简洁一点unique_ptr和shared_ptr都特化了一份[]的版本使用时unique_ptrDate[] up1(new Date[5]);/shared_ptrDate[] sp1(new Date[5]);就可以管理new[]的资源。make_shared构造方式template class T, class... Args shared_ptrT make_shared(Args... args);shared_ptr除了支持用指向资源的指针构造还支持make_shared用初始化资源对象的值直接构造。operator bool类型转换shared_ptr和unique_ptr都支持operator bool的类型转换如果智能指针对象是一个空对象没有管理资源则返回false否则返回true意味着我们可以直接把智能指针对象给if判断是否为空。explicit构造函数shared_ptr和unique_ptr的构造函数都使用explicit修饰防止普通指针隐式类型转换成智能指针对象。智能指针核心特性适用场景效率注意事项unique_ptr独占资源不支持拷贝局部变量、函数返回值、容器元素最高移动后原对象悬空shared_ptr共享资源支持拷贝多对象共享资源、多线程共享数据中等避免循环引用用 weak_ptr 解决weak_ptr弱引用不管理资源解决 shared_ptr 循环引用、观察资源高需 lock() 获取 shared_ptr 才能访问资源#includememory class A { public: A(int a1 1, int a2 1) :_a1(a1) , _a2(a2) { cout A() endl; } ~A() { cout ~A() endl; } int _a1 1; int _a2 1; }; int main() { // 拷贝对象存在问题 SmartPtrint sp1 new int[10]; SmartPtrint sp2(sp1); auto_ptrA ap1(new A); ap1-_a1; // 管理全转移,ap1悬空 auto_ptrA ap2(ap1); // ap1-_a1; // 这个时候就报错了 ap2-_a1; unique_ptrA up1(new A); // 不允许拷贝 // unique_ptrA up2(up1); // unique_ptrA up2(move(up1)); // 可以移动 up1-_a1; up1.release(); // if(up1) if (up1.operator bool()) { cout up1不为空 endl; } else { cout up1为空 endl; } shared_ptrA sp3(new A); // 支持拷贝 shared_ptrA sp4(sp3); sp3-_a1; return 0; }2.1 unique_ptr独占式智能指针推荐优先使用unique_ptr意为 “唯一指针”核心特性资源独占不支持拷贝仅支持移动效率最高无引用计数开销。核心用法#include memory struct Date { int _year, _month, _day; Date(int y1, int m1, int d1) : _year(y), _month(m), _day(d) {} ~Date() { cout ~Date() endl; } }; int main() { // 构造托管资源 unique_ptrDate up1(new Date(2024, 10, 1)); // 支持指针操作 up1-_year 2025; cout up1-_year endl; // 不支持拷贝编译报错 // unique_ptrDate up2(up1); // 支持移动资源所有权转移up1悬空 unique_ptrDate up3(move(up1)); if (!up1) cout up1已悬空 endl; // 管理数组特化版本析构时用delete[] unique_ptrDate[] up4(new Date[5]); return 0; }适用场景局部变量、函数返回值无需共享资源容器元素避免拷贝开销替代auto_ptrauto_ptr拷贝时转移所有权易导致悬空指针已被废弃。auto_ptr unique_ptr 模拟实现(了解即可)namespace Scy { templateclass T class auto_ptr { public: auto_ptr(T* ptr) :_ptr(ptr) { } auto_ptr(auto_ptrT sp) :_ptr(sp._ptr) { // 管理权转移 sp._ptr nullptr; } auto_ptrT operator(auto_ptrT ap) {// 检测是否为⾃⼰给⾃⼰赋值 if (this ! ap) { // 释放当前对象中资源 if (_ptr) delete _ptr; // 转移ap中资源到当前对象中 _ptr ap._ptr; ap._ptr NULL; } return *this; } ~auto_ptr() { if (_ptr) { cout delete: _ptr endl; delete _ptr; } } // 像指针⼀样使⽤ T operator*() { return *_ptr; } T* operator-() { return _ptr; } private: T* _ptr; }; templateclass T class unique_ptr { public: explicit unique_ptr(T* ptr) :_ptr(ptr) { } ~unique_ptr() { if (_ptr) { cout delete: _ptr endl; delete _ptr; } } // 像指针⼀样使⽤ T operator*() { return *_ptr; } T* operator-() { return _ptr; } unique_ptr(const unique_ptrTsp) delete; unique_ptrT operator(const unique_ptrTsp) delete; unique_ptr(unique_ptrT sp) :_ptr(sp._ptr) { sp._ptr nullptr; } unique_ptrT operator(unique_ptrT sp) { delete _ptr; _ptr sp._ptr; sp._ptr nullptr; } private: T* _ptr; }; }2.2 shared_ptr共享式智能指针支持拷贝重点了解shared_ptr意为 “共享指针”核心特性支持拷贝和移动通过引用计数管理资源多个shared_ptr可托管同一资源引用计数为 0 时自动释放。核心原理引用计数堆上维护一个计数器记录当前托管该资源的shared_ptr数量构造 / 拷贝计数器 1析构计数器 - 1计数器为 0 时释放资源。当然赋值后也会让计数器 1。核心用法int main() { // 构造托管资源计数器初始为1 shared_ptrDate sp1(new Date(2024, 10, 1)); cout sp1引用计数 sp1.use_count() endl; // 输出1 // 拷贝计数器1 shared_ptrDate sp2(sp1); shared_ptrDate sp3 sp2; cout sp1引用计数 sp1.use_count() endl; // 输出3 // 移动所有权转移原对象悬空计数器不变 shared_ptrDate sp4(move(sp1)); cout sp1是否为空 (sp1 ? false : true) endl; // 输出true cout sp4引用计数 sp4.use_count() endl; // 输出3 // 管理数组特化版本 shared_ptrDate[] sp5(new Date[5]); // 推荐用make_shared构造更高效避免内存泄漏风险 auto sp6 make_sharedDate(2024, 10, 2); return 0; }适用场景资源需要被多个对象共享如容器中存储的对象、多线程共享数据无法确定哪个对象最后释放资源的场景。大家重点要看看shared_ptr是如何设计的尤其是引用计数的设计。主要是因为一份资源就需要一个引用计数所以引用计数无法用静态成员的方式实现必须使用堆上动态开辟的式构造智能指针对象时每对应一份资源就要new一个引用计数出来。当多个shared_ptr指向该资源时就对这个引用计数执行 1 操作当shared_ptr对象析构时就对这个引用计数执行 -1 操作。当引用计数减到 0 时代表当前析构的shared_ptr是最后一个管理该资源的对象此时就会析构并释放资源。shared_ptr 模拟实现(重点附带简易版 weak_ptr)#includefunctional #includeatomic namespace Scy { templateclass T class shared_ptr { public: explicit shared_ptr(T* ptr nullptr) :_ptr(ptr) , _pcount(new int(1)) // ,_pcount(new atomicint(1)) { } // RAII templateclass D explicit shared_ptr(T* ptr, D del) :_ptr(ptr) , _pcount(new int(1)) , _del(del) { } ~shared_ptr() { // 引用计数减到 0 ,说明最后一个管理智能指针对象,要释放资源 release(); } shared_ptr(const shared_ptr sp) :_ptr(sp._ptr) , _pcount(sp._pcount) { // 加加计数 (*_pcount); } void release() { if (--(*_pcount) 0) { // cout delete []: _ptr endl; // delete _ptr; _del(_ptr); delete _pcount; } } // sp1 sp3 shared_ptr operator(const shared_ptr sp) { // if (this ! sp) if (_ptr ! sp._ptr) { release(); _ptr sp._ptr; _pcount sp._pcount; (*_pcount); } return *this; } T* get() const { return _ptr; } int use_count() { return *_pcount; } T operator*() { return *_ptr; } T* operator-() { return _ptr; } T operator[](size_t i) { return _ptr[i]; } private: T* _ptr; int* _pcount; // atomicint* _pcount; functionvoid(T*) _del [](T* ptr) {delete ptr; }; }; templateclass T class weak_ptr { public: weak_ptr() { } weak_ptr(const shared_ptrT sp) :_ptr(sp.get()) { } // 不参与资源的管理 private: T* _ptr nullptr; // int* _pcount; }; } //int main() //{ // Scy::shared_ptrA sp1(new A); // Scy::shared_ptrA sp2(sp1); // sp1 sp1; // sp1 sp2; // // Scy::shared_ptrA sp3(new A); // // sp1 sp3; //}2.3 weak_ptr弱引用智能指针解决循环引用weak_ptr是为解决shared_ptr的循环引用问题而生核心特性不支持 RAII不能直接托管资源仅能从shared_ptr构造绑定后不增加引用计数不重载*、-需通过lock()获取shared_ptr才能访问资源支持expired()判断资源是否已释放。2.3.1 循环引用问题shared_ptr的致命缺陷当两个shared_ptr互相引用时引用计数无法减到 0导致资源泄漏分析shared_ptr大多数情况下管理资源非常合适支持 RAII也支持拷贝。但在循环引用的场景下会导致资源无法释放引发内存泄漏。因此我们需要认识循环引用的场景和资源无法释放的原因并学会使用weak_ptr来解决这个问题。以下场景中当n1和n2析构后管理两个节点的引用计数会减到 1右边的节点什么时候释放它被左边节点的_next托管着只有_next析构后右边的节点才会释放。_next什么时候析构_next是左边节点的成员只有左边节点释放_next才会析构。左边的节点什么时候释放它被右边节点的_prev托管着只有_prev析构后左边的节点才会释放。_prev什么时候析构_prev是右边节点的成员只有右边节点释放_prev才会析构。至此逻辑上形成了回旋镖似的循环引用没有任何一方会被释放从而导致内存泄漏。解决方案把ListNode结构体中的_next和_prev改为weak_ptr。weak_ptr绑定到shared_ptr时不会增加其引用计数_next和_prev不再参与资源释放的管理逻辑从而打破循环引用解决内存泄漏问题。struct ListNode { int _data; shared_ptrListNode _next; // 互相引用 shared_ptrListNode _prev; ~ListNode() { cout ~ListNode() endl; } }; int main() { shared_ptrListNode n1(new ListNode); shared_ptrListNode n2(new ListNode); cout n1.use_count() , n2.use_count() endl; // 输出1,1 n1-_next n2; // n2计数1 → 2 n2-_prev n1; // n1计数1 → 2 // 析构n1和n2计数各减1 → 1无法释放资源循环引用 cout n1.use_count() endl; cout n2.use_count() endl; return 0; }2.3.2 用 weak_ptr 解决循环引用weak_ptr不支持 RAII也不支持直接访问资源。从文档可以发现weak_ptr构造时不支持绑定到资源本身只支持绑定到shared_ptr。并且在绑定到shared_ptr时不会增加shared_ptr的引用计数因此可以解决循环引用问题。weak_ptr也没有重载operator*和operator-等指针运算符因为它不参与资源管理。如果它绑定的shared_ptr已经释放了资源再去访问就会非常危险。weak_ptr支持以下核心方法expired()检查指向的资源是否已经过期已被释放use_count()获取当前持有该资源的shared_ptr数量lock()想要访问资源时调用此方法会返回一个管理该资源的shared_ptr。如果资源已被释放返回空的shared_ptr如果资源未释放通过返回的shared_ptr访问资源是安全的。将互相引用的成员改为weak_ptr不参与引用计数管理打破循环struct ListNode { int _data; weak_ptrListNode _next; // 弱引用不增加计数 weak_ptrListNode _prev; ~ListNode() { cout ~ListNode() endl; } }; int main() { shared_ptrListNode n1(new ListNode); shared_ptrListNode n2(new ListNode); n1-_next n2; // weak_ptr绑定shared_ptrn2计数仍为1 n2-_prev n1; // weak_ptr绑定shared_ptrn1计数仍为1 // 析构n1和n2计数各减1 → 0资源释放输出~ListNode()两次 cout n1.use_count() endl; cout n2.use_count() endl; return 0; }2.3.3 weak_ptr访问资源int main() { std::shared_ptrstring sp1(new string(111111)); std::shared_ptrstring sp2(sp1); std::weak_ptrstring wp sp1; cout wp.expired() endl; cout wp.use_count() endl endl; // sp1和sp2都指向了其他资源则weak_ptr就过期了 sp1 make_sharedstring(222222); cout wp.expired() endl; cout wp.use_count() endl endl; // 没有过期通过lock拷贝一个shared_ptr对象来访问资源 if(!wp.expired()) { auto sp wp.lock(); cout wp.expired() endl; cout wp.use_count() endl endl; *sp xxxxxxxx; } sp2 make_sharedstring(333333); cout wp.expired() endl; cout wp.use_count() endl endl; return 0; }2.4 使用示例演示定制删除器管理非 new 资源智能指针默认用delete释放资源若托管的是new[]、文件句柄、锁等资源需定制删除器本质是可调用对象仿函数、函数指针、lambda。templateclass T void DeleteArrayFunc(T* ptr) { delete[] ptr; } templateclass T class DeleteArray { public: void operator()(T* ptr) { delete[] ptr; } }; int main() { // 定制删除器 Scy::shared_ptrA sp1(new A[10], DeleteArrayA());// 仿函数 Scy::shared_ptrA sp2(new A[10], DeleteArrayFuncA);// 函数指针 // 推荐 Scy::shared_ptrA sp3(new A[10], [](A* ptr) {delete[] ptr; });// lambda Scy::shared_ptrFILE sp4(fopen(Test.cpp, r), [](FILE* ptr) {fclose(ptr); }); Scy::shared_ptrA sp5(new A); // 删除器的位置是一致的,shared_ptr在构造函数参数,unique_ptr类模版的参数 // 这里没有使用相同的方式还是挺坑的 // 使用仿函数unique_ptr可以不在构造函数传递因为仿函数类型构造的对象直接就可以调用 // 但是下面的函数指针和lambda的类型不可以 std::unique_ptrA, DeleteArrayA up1(new A[10]); // 仿函数 std::unique_ptrA, void(*)(A*) up2(new A[10], DeleteArrayFuncA);// 函数指针 auto del [](A* ptr) {delete[] ptr; }; std::unique_ptrA, decltype(del) up3(new A[10], del); // lambda // 更简洁的方式 // 因为new[]经常使用所以unique_ptr和shared_ptr // 实现了⼀个特化版本这个特化版本析构时用的delete[] std::shared_ptrA[] sp10(new A[10]); std::unique_ptrA[] up10(new A[10]); auto sp11 make_sharedA(1, 1); return 0; }三. shared_ptr的线程安全问题shared_ptr的引用计数对象在堆上,如果多个shared_ptr对象在多个线程中进行shared_ptr的拷贝析构时会访问修改引用计数就会存在线程安全问题。所以shared_ptr引用计数是需要加锁或者原子操作保证线程安全的。shared_ptr指向的对象也是有线程安全问题的但是这个对象的线程安全问题不归shared_ptr管它也管不了应该有外层使用shared_ptr的人进行线程安全的控制。下面的程序会崩溃或者A资源没释放 Lotso::shared_ptr引用计数从 int* 改成 atomicint* 就可以保证引用计数的线程安全问题或者使用互斥锁加锁也可以。struct AA { int _a1 0; int _a2 0; ~AA() { cout ~AA() endl; } }; int main() { Scy::shared_ptrAA p(new AA); const size_t n 100000; mutex mtx; auto func []() { for (size_t i 0; i n; i) { // 这⾥智能指针拷⻉会计数 Scy::shared_ptrAA copy(p); { unique_lockmutex lk(mtx); copy-_a1; copy-_a2; } } }; thread t1(func); thread t2(func); t1.join(); t2.join(); cout p-_a1 endl; cout p-_a2 endl; cout p.use_count() endl; return 0; }四. C11 和 boost 中智能指针的关系Boost 库是为 C 标准库提供扩展的 C 程序库的总称。Boost 社区的初衷之一就是为 C 的标准化工作提供可参考的实现。Boost 社区的发起人 Dawes 本人就是 C 标准委员会的成员之一。在 Boost 库的开发中Boost 社区也在这个方向上取得了丰硕的成果C11 及之后的新语法和库有很多都是从 Boost 中借鉴而来的。C 98 中产生了第一个智能指针auto_ptr。C boost 库提供了更实用的scoped_ptr/scoped_array和shared_ptr/shared_array和weak_ptr等。C TR1 引入了shared_ptr等但需要注意 TR1 并不是正式的标准版本。C 11 引入了unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。需要注意的是unique_ptr对应 Boost 中的scoped_ptr并且这些智能指针的实现原理也参考了 Boost 中的实现。五。内存泄漏大型项目设计必备5.1 什么是内存泄漏内存泄漏的危害什么是内存泄漏内存泄漏指因为疏忽或错误导致程序未能释放已经不再使用的内存通常是忘记释放或是发生异常导致释放代码未能执行。内存泄漏并不是指内存在物理上消失而是应用程序分配某段内存后因设计错误而失去了对该段内存的控制从而造成内存的浪费。内存泄漏的危害对于运行时间较短的普通程序内存泄漏的影响不大因为进程正常结束时页表的映射关系会解除物理内存也会被系统回收。但对于长期运行的程序如操作系统、后台服务、长时间运行的客户端等内存泄漏的影响非常严重。持续的内存泄漏会导致可用内存不断减少系统响应越来越慢最终出现卡顿甚至崩溃。int main() { // 申请一个1G未释放这个程序多次运行也没啥危害 // 因为程序马上就结束进程结束各种资源也就回收了 char* ptr new char[1024 * 1024 * 1024]; cout (void*)ptr endl; return 0; }5.2 如何避免内存泄漏工程前期制定良好的设计规范养成良好的编码习惯申请的内存要记得匹配地释放。注这是理想状态。但如果遇到异常即使注意了释放仍可能出现问题需要用智能指针来管理才能有保障。尽量使用智能指针来管理资源如果遇到特殊场景也可以基于 RAII 思想自己实现资源管理类。定期使用内存泄漏检测工具排查问题尤其是在项目上线前。不过部分工具不太可靠或是需要付费。总结内存泄漏非常常见解决方案主要分为两类事前预防型如使用智能指针等技术事后查错型如使用内存泄漏检测工具。