C/C++ | Вопросы собесов

🤔 Расскажи о истории умных указателей



История умных указателей (smart pointers) в C++ связана с необходимостью управления динамической памятью и улучшением безопасности работы с указателями. Они появились как способ автоматизировать управление памятью и избежать ошибок, таких как утечки памяти, двойное освобождение или использование освобожденной памяти.



🚩Основные этапы развития умных указателей



🟠Классические проблемы обычных указателей

В языке C++ динамическая память выделяется с помощью new и освобождается с помощью delete. Однако ручное управление памятью приводит к ошибкам:

Утечки памяти: забыли вызвать delete, и память остаётся занятой.

Двойное освобождение: дважды вызвали delete на одном указателе.

Использование освобождённой памяти: доступ к указателю после delete.

Эти проблемы стали мотиватором для появления решений, которые бы автоматически управляли памятью.





🟠Ручная реализация умных указателей в C++98

До стандартизации разработчики часто писали свои собственные классы для управления динамической памятью. Такой класс оборачивал указатель и вызывал delete в своём деструкторе:

class SmartPointer {

    int* ptr;

public:

    explicit SmartPointer(int* p = nullptr) : ptr(p) {}

    ~SmartPointer() { delete ptr; }



    int& operator*() { return *ptr; }

    int* operator->() { return ptr; }

};

🟠Boost и развитие библиотеки умных указателей

В библиотеке Boost появились первые стандартизированные умные указатели:

boost::shared_ptr: реализует совместное владение указателем (reference counting).

boost::scoped_ptr: уникальное владение (аналог будущего std::unique_ptr).

boost::weak_ptr: слабая ссылка для работы с циклическими зависимостями.

Boost сыграл огромную роль в стандартизации умных указателей, так как многие из них легли в основу C++11.



🟠C++11: стандартные умные указатели

Стандарт C++11 ввёл библиотеку <memory>, которая предоставляет три типа умных указателей:

std::unique_ptr:

Гарантирует уникальное владение ресурсом.

Замена для обычных указателей с более строгими гарантиями.

Не поддерживает копирование, только перемещение.

   std::unique_ptr<int> ptr(new int(5));

   

std::shared_ptr:

Совместное владение ресурсом через подсчёт ссылок.

Освобождает память, когда последний shared_ptr указывает на объект.

   std::shared_ptr<int> sp1 = std::make_shared<int>(10);

   

std::weak_ptr:

Не увеличивает счётчик ссылок в std::shared_ptr.

Используется для работы с циклическими зависимостями.

   std::weak_ptr<int> wp = sp1;

   

🟠Современное использование умных указателей

С выходом C++14, C++17 и C++20 умные указатели остаются важной частью языка. Они используются для:

Ресурсного управления (RAII).

Устранения утечек памяти.

Упрощения кода.



Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний