Qt：智能指针QScopedPointer 的使用(以及如何写一个QScopedPointer )

前言

本文讲述QScopedPointer 的使用，以及自己如何写一个QScopedPointer .

正文

QScopedPointer 的常用方法

以下是 QScopedPointer 的一些常用方法及其详细说明：

1. 构造函数：

   • QScopedPointer<T> ptr(new T);
   • 用于创建一个 QScopedPointer，并管理一个新分配的对象。

2. reset()：

   • void reset(T *ptr = nullptr);
   • 释放当前管理的对象并重新指向新的对象。如果传入 nullptr，则仅释放当前管理的对象。

3. operator->()：

   • T *operator->() const;
   • 用于访问指针指向的对象的成员函数或变量。

4. operator*()：

   • T &operator*() const;
   • 用于访问指针指向的对象。

5. T *data()：

   • 返回指针指向的对象的裸指针。

6. T *get() const noexcept

   • 功能：与 data() 功能相同，也返回当前 QScopedPointer 管理的对象的裸指针。
   • noexcept：表示该函数不会抛出异常。
   • 用法：通常与 data() 等效，可以使用 get() 方法来访问裸指针。

7. bool isNull() const noexcept

   • 功能：检查 QScopedPointer 是否为空（即它是否指向一个有效的对象）。
   • noexcept：表示该函数不会抛出异常。
   • 用法：用于检查智能指针是否为空，常用于条件判断。

8. T *take() noexcept

   • 功能：释放 QScopedPointer 管理的对象并返回裸指针，智能指针不再管理该对象。
   • noexcept：表示该函数不会抛出异常。
   • 用法：当你需要将对象的所有权转移到外部使用时，可以使用 take() 方法。调用 take() 后，智能指针不再管理该对象，因此外部代码需要负责删除它。

9. void swap(QScopedPointer<T, Cleanup> &other) noexcept

   • 功能：交换当前 QScopedPointer 和另一个 QScopedPointer 的管理对象。
   • noexcept：表示该函数不会抛出异常。
   • 用法：用于交换两个 QScopedPointer 的对象，常用于实现自定义类型的 swap 操作或在算法中交换两个智能指针。

使用示例

// TestSmartPointer.h
#ifndef TESTSMARTPOINTER_H
#define TESTSMARTPOINTER_H

#include <QObject>
#include <QScopedPointer>
#include <QSharedPointer>
class TestSmartPointer:public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    TestSmartPointer();
    ~TestSmartPointer();
    void doSomething();
};

#endif // TESTSMARTPOINTER_H

// TestSmartPointer.cpp
#include "testsmartpointer.h"
#include <QDebug>
TestSmartPointer::TestSmartPointer()
{
    qDebug()<<"对象创建";
}

TestSmartPointer::~TestSmartPointer()
{
    qDebug()<<"对象销毁";
}

void TestSmartPointer::doSomething()
{
    qDebug()<<"其它处理逻辑";
}


// main.cpp
#include <QCoreApplication>
#include "testsmartpointer.h"
#include "QDebug"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    QScopedPointer<TestSmartPointer> smartPointer(new TestSmartPointer());
    smartPointer->doSomething();
    TestSmartPointer* tPointer = smartPointer.data();
    tPointer->doSomething();
    // 仅仅释放当前对象
    smartPointer.reset(nullptr);
    if (smartPointer.isNull()) {
        qDebug()<<"smartPointer is null";
    } else {
        qDebug()<<"smartPointer is not null";
    }


    QScopedPointer<TestSmartPointer> smartPointer2(new TestSmartPointer());
    if (smartPointer2.isNull()) {
        qDebug()<<"smartPointer2 is null";
    } else {
        qDebug()<<"smartPointer2 is not null";
    }
    // 智能指针不再管理该对象，需要自己管理
    TestSmartPointer* tPointer2 = smartPointer2.take();
    tPointer2->doSomething();
    delete tPointer2;

    return a.exec();
}

运行结果

实现类似 QScopedPointer 的智能指针

template <typename T>
class ScopedPointerSelf
{
public:
    // 构造函数
    explicit ScopedPointerSelf(T *ptr = nullptr) : m_ptr(ptr) {}

    // 析构函数
    ~ScopedPointerSelf() {
        delete m_ptr;
    }

    // 禁止复制
    ScopedPointerSelf(const ScopedPointerSelf&) = delete;
    ScopedPointerSelf& operator=(const ScopedPointerSelf&) = delete;

    // 允许移动
    ScopedPointerSelf(ScopedPointerSelf&& other) noexcept : m_ptr(other.m_ptr) {
        other.m_ptr = nullptr;
    }

    ScopedPointerSelf& operator=(ScopedPointerSelf&& other) noexcept {
        if (this != &other) {
            delete m_ptr;
            m_ptr = other.m_ptr;
            other.m_ptr = nullptr;
        }
        return *this;
    }

    // 访问对象的方法
    T* operator->() const {
        return m_ptr;
    }

    // 解引用
    T& operator*() const {
        return *m_ptr;
    }
	bool operator!() const {
		return !m_ptr;
	}
	bool isNull() const {
		return !m_ptr;
	}
    // 重置指针
    void reset(T *ptr = nullptr) {
        delete m_ptr;
        m_ptr = ptr;
    }

    // 释放指针
    T* take() {
        T *temp = m_ptr;
        m_ptr = nullptr;
        return temp;
    }

    // 获取裸指针
    T* get() const {
        return m_ptr;
    }

private:
    T *m_ptr;
};

解释

这里只是实现了一个简单的智能指针的功能，肯定和源码中的没法比，不过该有的功能也都有。

1. 构造函数和析构函数：构造函数初始化指针，析构函数自动删除管理的对象。
2. 禁用复制：禁用复制构造函数和赋值操作符，以防止不必要的对象复制。
3. 移动构造函数和移动赋值操作符：允许移动构造和移动赋值，以便在移动时转移资源所有权。
4. 重置和释放：提供 reset() 和 take() 方法来管理指针的生命周期和获取裸指针。

使用

// 将我上述的内容放到testSmartPointer.h中，然后在main.cpp中
// 简单更改一下就能用了
#include <QCoreApplication>
#include "testsmartpointer.h"
#include "QDebug"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    ScopedPointerSelf<TestSmartPointer> smartPointer(new TestSmartPointer());
    smartPointer->doSomething();
    TestSmartPointer* tPointer = smartPointer.get();
    tPointer->doSomething();
    // 仅仅释放当前对象
    smartPointer.reset(nullptr);
    if (smartPointer.isNull()) {
        qDebug()<<"smartPointer is null";
    } else {
        qDebug()<<"smartPointer is not null";
    }


    ScopedPointerSelf<TestSmartPointer> smartPointer2(new TestSmartPointer());
    if (smartPointer2.isNull()) {
        qDebug()<<"smartPointer2 is null";
    } else {
        qDebug()<<"smartPointer2 is not null";
    }
    // 智能指针不再管理该对象，需要自己管理
    TestSmartPointer* tPointer2 = smartPointer2.take();
    tPointer2->doSomething();
    delete tPointer2;

    return a.exec();
}

运行结果

小结

请指教