Use Smart Pointers em C++

1. Use std::shared_ptr para vários indicadores para se referir ao mesmo objeto em C++
2. Use std::unique_ptr para um ponteiro para possuir o objeto fornecido em C++

Este artigo demonstrará vários métodos de como usar ponteiros inteligentes em C++.

Use std::shared_ptr para vários indicadores para se referir ao mesmo objeto em C++

Uma vez que o gerenciamento manual da memória dinâmica passa a ser bastante difícil para projetos do mundo real e muitas vezes é a principal causa dos bugs, C++ fornece o conceito de ponteiros inteligentes como uma biblioteca separada. Os ponteiros inteligentes geralmente agem como ponteiros regulares e fornecem recursos extras, o mais proeminente dos quais é a liberação automática dos objetos apontados. Existem dois tipos principais de ponteiros inteligentes: shared_ptr e unique_ptr.

O código de exemplo a seguir demonstra o uso do tipo shared_ptr. Observe que shared_ptr é geralmente usado quando o objeto apontado deve ser referenciado por outros ponteiros compartilhados. Assim, shared_ptr possui internamente o contador associado, que denota o número de ponteiros que apontam para o mesmo objeto. A função de membro shared_ptr::unique pode ser usada para determinar se o ponteiro é apenas um referenciando o objeto atual. O tipo de retorno da função é booleano e o valor true confirma a propriedade exclusiva do objeto. A função incorporada reset substitui o objeto atual pelo objeto passado como o primeiro parâmetro. O objeto compartilhado é excluído quando o último shared_ptr apontando para o objeto sai do escopo.

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main() {
  std::shared_ptr<string> p(new string("Arbitrary string"));
  std::shared_ptr<string> p2(p);

  cout << "p : " << p << endl;
  cout << "p2: " << p2 << endl;

  if (!p.unique()) {
    p.reset(new string(*p));
  }
  cout << "p : " << p << endl;

  *p += " modified";
  cout << "*p : " << *p << endl;
  cout << "*p2 : " << *p2 << endl;

  return EXIT_SUCCESS;
}

Resultado:

p : 0x2272c20
p2: 0x2272c20
p : 0x2273ca0
*p : Arbitrary string modified
*p2 : Arbitrary string

Use std::unique_ptr para um ponteiro para possuir o objeto fornecido em C++

Como alternativa, C++ fornece o tipo unique_ptr que é o único proprietário do objeto. Nenhum outro ponteiro unique_ptr pode referenciá-lo. unique_ptr não suporta operações normais de cópia e atribuição. Ainda assim, a propriedade do objeto pode ser transferida entre dois ponteiros unique_ptr usando as funções embutidas: release e reset. A chamada de função release torna o ponteiro unique_ptr nulo. Uma vez que unique_ptr é liberado, a função reset pode ser chamada para atribuir uma nova propriedade de objeto a ele.

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

using std::cout;
using std::endl;
using std::string;
using std::vector;

int main() {
  std::unique_ptr<string> p1(new string("Arbitrary string 2"));

  std::unique_ptr<string> p3(p1.release());

  cout << "*p3 : " << *p3 << endl;
  cout << "p3 : " << p3 << endl;
  cout << "p1 : " << p1 << endl;

  std::unique_ptr<string> p4(new string("Arbitrary string 3"));

  p3.reset(p4.release());
  cout << "*p3 : " << *p3 << endl;
  cout << "p3 : " << p3 << endl;
  cout << "p4 : " << p4 << endl;

  return EXIT_SUCCESS;
}

Resultado:

*p3 : Arbitrary string 2
p3 : 0x7d4c20
p1 : 0
*p3 : Arbitrary string 3
p3 : 0x7d5c80
p4 : 0